JP3105462B2 - 自己整列衛星受信アンテナ - Google Patents
自己整列衛星受信アンテナInfo
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- JP3105462B2 JP3105462B2 JP08342160A JP34216096A JP3105462B2 JP 3105462 B2 JP3105462 B2 JP 3105462B2 JP 08342160 A JP08342160 A JP 08342160A JP 34216096 A JP34216096 A JP 34216096A JP 3105462 B2 JP3105462 B2 JP 3105462B2
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- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- satellite
- signal
- indicator
- pointing direction
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/125—Means for positioning
- H01Q1/1257—Means for positioning using the received signal strength
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般にデジタル衛星
通信システムに関し、特に静止軌道衛星と衛星アンテナ
の指向方向とを整列させる装置および方法に関する。
通信システムに関し、特に静止軌道衛星と衛星アンテナ
の指向方向とを整列させる装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、近年のデジタル衛星通信システ
ムでは地上ベース送信機が静止軌道に位置された衛星に
上流リンク信号を放射する。衛星は地上の受信アンテナ
に信号を中継する。
ムでは地上ベース送信機が静止軌道に位置された衛星に
上流リンク信号を放射する。衛星は地上の受信アンテナ
に信号を中継する。
【０００３】直接放送衛星（“ＤＢＳ”）システムによ
り、デジタルテレビジョン、音響、データおよびビデオ
を静止衛星から家庭で直接受信することを可能にする。
システムに加入している各家庭は、衛星ディッシュアン
テナでデジタル放送信号を受信する。典型的なＤＢＳ家
庭用受信機は、通常直径が18インチのパラボラディッシ
ュアンテナとして構成されている屋外衛星アンテナと、
室内テレビジョンセット・トップ・デコーダモジュール
（以下“ＩＲＤ”と言う）とを含んでいる。ケーブルに
よってこのＩＲＤおよびテレビジョンセットはアンテナ
に接続されている。
り、デジタルテレビジョン、音響、データおよびビデオ
を静止衛星から家庭で直接受信することを可能にする。
システムに加入している各家庭は、衛星ディッシュアン
テナでデジタル放送信号を受信する。典型的なＤＢＳ家
庭用受信機は、通常直径が18インチのパラボラディッシ
ュアンテナとして構成されている屋外衛星アンテナと、
室内テレビジョンセット・トップ・デコーダモジュール
（以下“ＩＲＤ”と言う）とを含んでいる。ケーブルに
よってこのＩＲＤおよびテレビジョンセットはアンテナ
に接続されている。
【０００４】加入者は、熟練者の支援または技能を要せ
ずに最新の家庭用の直接衛星受信機を設置することがで
きる。比較的小型で軽量の受信機ディッシュアンテナ
は、典型的に南向きに放送衛星と直接整列した視線で屋
外に取付けられる。ＤＢＳ信号が“静止している”静止
軌道衛星から放射されるため、ディッシュアンテナは一
度位置を固定されてしまうと調節を必要としない。
ずに最新の家庭用の直接衛星受信機を設置することがで
きる。比較的小型で軽量の受信機ディッシュアンテナ
は、典型的に南向きに放送衛星と直接整列した視線で屋
外に取付けられる。ＤＢＳ信号が“静止している”静止
軌道衛星から放射されるため、ディッシュアンテナは一
度位置を固定されてしまうと調節を必要としない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】加入者はほぼ衛星の方
向にアンテナを向け、その後衛星受信機のＩＲＤ中に内
蔵されたスクリーン上の信号強度メータを使用すること
によってその整列を微調整する。加入者は、スクリーン
上のメータが最大の信号強度および品質を示すまでアン
テナ位置を調節する。しかしながら、この手順において
設置者はメータを調べるためにアンテナの設置位置から
スクリーンの設けられている屋内までの距離を何回か往
復して調節を行うことが必要となる。
向にアンテナを向け、その後衛星受信機のＩＲＤ中に内
蔵されたスクリーン上の信号強度メータを使用すること
によってその整列を微調整する。加入者は、スクリーン
上のメータが最大の信号強度および品質を示すまでアン
テナ位置を調節する。しかしながら、この手順において
設置者はメータを調べるためにアンテナの設置位置から
スクリーンの設けられている屋内までの距離を何回か往
復して調節を行うことが必要となる。
【０００６】既知のＤＢＳは典型的に著しい前進型誤信
号訂正（“ＦＥＣ”）符号化を含むデジタル信号を送信
するため、指向方向の整列が十分でなく信号強度が最初
の整列しきい値をわずかに上まわるだけであっても、非
常に明瞭で雑音のない受信が実現される。したがって、
素人の設置者が信号強度メータを使用して調整する方法
を選択しないで、画像品質が満足できればよいと考えた
場合には、ＦＥＣによって受信信号の信号強度が低くて
もある程度の画像品質が満足できて低い信号強度である
ことが認識できないので、設置者はアンテナ整列作業を
整列が十分に行われる前の早い時機に指向方向の調整を
停止する可能性が高い。アンテナの整列が適切でない状
態で整列作業を終了した場合、通信リンクのマージンが
低くなっている。その結果、下流リンク側における降雨
によって生じるフェーディング状態のような大きい減衰
が生じる状態になったときには信号レベルが低くなり過
ぎて完全な信号が得られなくなる可能性が高くなる。
号訂正（“ＦＥＣ”）符号化を含むデジタル信号を送信
するため、指向方向の整列が十分でなく信号強度が最初
の整列しきい値をわずかに上まわるだけであっても、非
常に明瞭で雑音のない受信が実現される。したがって、
素人の設置者が信号強度メータを使用して調整する方法
を選択しないで、画像品質が満足できればよいと考えた
場合には、ＦＥＣによって受信信号の信号強度が低くて
もある程度の画像品質が満足できて低い信号強度である
ことが認識できないので、設置者はアンテナ整列作業を
整列が十分に行われる前の早い時機に指向方向の調整を
停止する可能性が高い。アンテナの整列が適切でない状
態で整列作業を終了した場合、通信リンクのマージンが
低くなっている。その結果、下流リンク側における降雨
によって生じるフェーディング状態のような大きい減衰
が生じる状態になったときには信号レベルが低くなり過
ぎて完全な信号が得られなくなる可能性が高くなる。
【０００７】いくつかのアンテナは、遠隔制御されたモ
ータ付き取付け台を備えており、それによって設置者は
屋外のアンテナを屋内から整列させることができる。し
かしながら、設置者であるユーザが通常の遠隔制御モー
タ付き取付け台で必要とされる多数の工程を実行するの
を面倒に思う場合には、完全な整列を行わないで適当な
整列程度で妥協してしまう可能性が高い。また、上述の
ように設置者が信号強度メータを使用する代わりに画像
品質によって整列状態を判定する場合、設置者はやはり
アンテナ整列を十分に行われる前の早期の段階で中止し
易い。
ータ付き取付け台を備えており、それによって設置者は
屋外のアンテナを屋内から整列させることができる。し
かしながら、設置者であるユーザが通常の遠隔制御モー
タ付き取付け台で必要とされる多数の工程を実行するの
を面倒に思う場合には、完全な整列を行わないで適当な
整列程度で妥協してしまう可能性が高い。また、上述の
ように設置者が信号強度メータを使用する代わりに画像
品質によって整列状態を判定する場合、設置者はやはり
アンテナ整列を十分に行われる前の早期の段階で中止し
易い。
【０００８】最近のアンテナ設計は、アンテナが所望の
方向を電気的に指向できるようにするために“フェイズ
ドアレイ”の概念を使用している。一般に、フェイズド
アレイアンテナは、遅延ラインを介して受信機に連結さ
れたダイポールのような多数の小型の簡単なアンテナの
配列を含んでいる。遅延ラインは、同位相または逆位相
のいずれかでそれらの受信された信号を加算するように
電気的に制御され、すなわち“操縦”され、それによっ
て所望の方向からの実効利得を生じさせることができ
る。アンテナは、典型的に平坦でコンパクトな面に素子
をエッチングすることによって軽量の材料から構成され
る。
方向を電気的に指向できるようにするために“フェイズ
ドアレイ”の概念を使用している。一般に、フェイズド
アレイアンテナは、遅延ラインを介して受信機に連結さ
れたダイポールのような多数の小型の簡単なアンテナの
配列を含んでいる。遅延ラインは、同位相または逆位相
のいずれかでそれらの受信された信号を加算するように
電気的に制御され、すなわち“操縦”され、それによっ
て所望の方向からの実効利得を生じさせることができ
る。アンテナは、典型的に平坦でコンパクトな面に素子
をエッチングすることによって軽量の材料から構成され
る。
【０００９】しかしながら、フェイズドアレイアンテナ
は限られた角度範囲だけしか指向方向を制御することが
できない。そのため、設置中のアンテナの指向方向がこ
の角度範囲に入る粗整列状態にするように手動で整列さ
せなければならない。そのためこれらのアンテナは手動
整列の段階で上記と同様の欠点にさらされる。したがっ
て、設置の複雑さを軽減し、その一方で受信された信号
の強度を最大化する衛星受信アンテナを整列するための
改良された装置および方法が必要とされている。
は限られた角度範囲だけしか指向方向を制御することが
できない。そのため、設置中のアンテナの指向方向がこ
の角度範囲に入る粗整列状態にするように手動で整列さ
せなければならない。そのためこれらのアンテナは手動
整列の段階で上記と同様の欠点にさらされる。したがっ
て、設置の複雑さを軽減し、その一方で受信された信号
の強度を最大化する衛星受信アンテナを整列するための
改良された装置および方法が必要とされている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、衛星と受信ア
ンテナを整列する装置および方法を提供する。本発明
は、受信された信号強度を最大化するようにして整列を
自動的に遠隔的に完了する手段をアンテナに提供する装
置において実施されることができる。本発明の装置は、
衛星から信号を受信するアンテナと、アンテナによって
受信した信号を供給される受信機と、アンテナの付近に
配置された指示器とを備え、アンテナは制御信号にした
がって指向方向が電気的に変化できるように構成され、
さらに、指向方向が電気的に変化できる指向方向角度範
囲に衛星が位置する粗整列状態が得られるように指向方
向を物理的に制御できるように構成され、受信機は受信
信号の信号強度値を測定して、その信号強度値に基づい
て命令信号を出力するように構成され、指示器は、アン
テナの指向方向が衛星と粗整列した状態になったときに
粗整列状態であることを示す信号を出力するように構成
され、アンテナは受信機から与えられる命令信号に基づ
いてアンテナの指向方向が電気的に変化されることを特
徴とする。アンテナは、操縦可能なフェイズドアレイア
ンテナであることが好ましい。
ンテナを整列する装置および方法を提供する。本発明
は、受信された信号強度を最大化するようにして整列を
自動的に遠隔的に完了する手段をアンテナに提供する装
置において実施されることができる。本発明の装置は、
衛星から信号を受信するアンテナと、アンテナによって
受信した信号を供給される受信機と、アンテナの付近に
配置された指示器とを備え、アンテナは制御信号にした
がって指向方向が電気的に変化できるように構成され、
さらに、指向方向が電気的に変化できる指向方向角度範
囲に衛星が位置する粗整列状態が得られるように指向方
向を物理的に制御できるように構成され、受信機は受信
信号の信号強度値を測定して、その信号強度値に基づい
て命令信号を出力するように構成され、指示器は、アン
テナの指向方向が衛星と粗整列した状態になったときに
粗整列状態であることを示す信号を出力するように構成
され、アンテナは受信機から与えられる命令信号に基づ
いてアンテナの指向方向が電気的に変化されることを特
徴とする。アンテナは、操縦可能なフェイズドアレイア
ンテナであることが好ましい。
【００１１】さらに本発明の整列方法は、衛星から信号
を受信し制御信号にしたがって指向方向が電気的に変化
できるように構成され、さらに、指向方向が電気的に変
化できる指向方向角度範囲に前記衛星が位置する粗整列
状態が得られるように指向方向を物理的に制御できるよ
うに構成されているアンテナを設置表面上に取付け、こ
のアンテナの付近に指示器を配置し、アンテナの指向方
向が衛星と粗整列状態にされたことを指示器が報知する
まで設置表面からアンテナを取外すことなくアンテナの
指向方向を物理的に変化させてアンテナの指向方向を調
節し、粗整列状態にされたことを指示器が報知した場合
に、その後さらにアンテナの指向方向が物理的に移動す
ることを阻止するようにアンテナの位置を固定し、アン
テナから離れた位置に配置された受信装置から制御信号
を発生させてアンテナの指向方向を電気的に変化させて
アンテナの指向方向と前記衛星との最終的な整列を行な
わせるステップを含んでいることを特徴とする。
を受信し制御信号にしたがって指向方向が電気的に変化
できるように構成され、さらに、指向方向が電気的に変
化できる指向方向角度範囲に前記衛星が位置する粗整列
状態が得られるように指向方向を物理的に制御できるよ
うに構成されているアンテナを設置表面上に取付け、こ
のアンテナの付近に指示器を配置し、アンテナの指向方
向が衛星と粗整列状態にされたことを指示器が報知する
まで設置表面からアンテナを取外すことなくアンテナの
指向方向を物理的に変化させてアンテナの指向方向を調
節し、粗整列状態にされたことを指示器が報知した場合
に、その後さらにアンテナの指向方向が物理的に移動す
ることを阻止するようにアンテナの位置を固定し、アン
テナから離れた位置に配置された受信装置から制御信号
を発生させてアンテナの指向方向を電気的に変化させて
アンテナの指向方向と前記衛星との最終的な整列を行な
わせるステップを含んでいることを特徴とする。
【００１２】したがって、本発明は衛星受信アンテナを
整列する改良されたシステムおよび方法を提供する。こ
の受信アンテナは、ユーザーが手動による操作をほとん
ど行なわずにアンテナの整列を自動的に完了することを
可能にするフェイズドアレイアンテナ型のものである。
本発明は、設置工程を著しく簡単化するために家庭用の
直接衛星受信機システムで使用されることができる。こ
れは家庭において熟練者により設置される必要性を少な
くし、家庭用受信機システムの全体的な費用を軽減す
る。
整列する改良されたシステムおよび方法を提供する。こ
の受信アンテナは、ユーザーが手動による操作をほとん
ど行なわずにアンテナの整列を自動的に完了することを
可能にするフェイズドアレイアンテナ型のものである。
本発明は、設置工程を著しく簡単化するために家庭用の
直接衛星受信機システムで使用されることができる。こ
れは家庭において熟練者により設置される必要性を少な
くし、家庭用受信機システムの全体的な費用を軽減す
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】上述された一般的な説明および以
下の詳細な説明は共に典型的な一例に過ぎず、特許請求
の範囲に記載されている本発明はその他の説明が可能で
あることが理解されるであろう。以下の詳細な説明およ
び添付図面から本発明のその他の目的および利点がよく
理解されるであろう。図面を参照すると、図１は本発明
を使用することができるデジタルＤＢＳシステム30を示
す。このシステム30は地上の放送送信機32、衛星38を含
むスペースセグメント31、および地上の受信ステーショ
ン34を含んでいる。例示されたＤＢＳシステムにおい
て、衛星38は西経ほぼ 101°の角度の静止軌道位置に配
置されたヒューズ（商標名）ＨＳ−６０１衛星のような
静止衛星である。加入者の家庭用受信ステーション34
は、ディッシュアンテナ35および屋内に配置された受信
機／デコーダボックスまたはＩＲＤ（示されていない）
を含む。
下の詳細な説明は共に典型的な一例に過ぎず、特許請求
の範囲に記載されている本発明はその他の説明が可能で
あることが理解されるであろう。以下の詳細な説明およ
び添付図面から本発明のその他の目的および利点がよく
理解されるであろう。図面を参照すると、図１は本発明
を使用することができるデジタルＤＢＳシステム30を示
す。このシステム30は地上の放送送信機32、衛星38を含
むスペースセグメント31、および地上の受信ステーショ
ン34を含んでいる。例示されたＤＢＳシステムにおい
て、衛星38は西経ほぼ 101°の角度の静止軌道位置に配
置されたヒューズ（商標名）ＨＳ−６０１衛星のような
静止衛星である。加入者の家庭用受信ステーション34
は、ディッシュアンテナ35および屋内に配置された受信
機／デコーダボックスまたはＩＲＤ（示されていない）
を含む。
【００１４】放送送信機32は、デジタル変調されたテレ
ビジョンまたは音響信号を受信し、17.3乃至17.8ＧＨｚ
でアンテナ33により衛星38にそれらを送信する。衛星38
は信号を12.2乃至12.7ＧＨｚに変換し、続いて復調する
ために受信ステーション34のディッシュアンテナ35にそ
れらを送信する。衛星38は 120乃至 240ワットのパワー
レベルで動作する搭載された送受信機39を介して下流リ
ンクに信号を送信する。典型的なＤＢＳシステムに対し
て、衛星への上流リンクは24ＭＨｚのアナログ帯域幅を
有し、シンボル速度は20Ｍシンボル／秒であり、全体的
なビット速度は40Ｍｂｐｓである。
ビジョンまたは音響信号を受信し、17.3乃至17.8ＧＨｚ
でアンテナ33により衛星38にそれらを送信する。衛星38
は信号を12.2乃至12.7ＧＨｚに変換し、続いて復調する
ために受信ステーション34のディッシュアンテナ35にそ
れらを送信する。衛星38は 120乃至 240ワットのパワー
レベルで動作する搭載された送受信機39を介して下流リ
ンクに信号を送信する。典型的なＤＢＳシステムに対し
て、衛星への上流リンクは24ＭＨｚのアナログ帯域幅を
有し、シンボル速度は20Ｍシンボル／秒であり、全体的
なビット速度は40Ｍｂｐｓである。
【００１５】図２は、本発明に関連して使用されること
ができるフェイズドアレイアンテナを示す。アンテナ20
は、平坦なグリッド状に配列された複数の簡単なダイポ
ールアンテナ22のアレイを含んでいる。各ダイポールア
ンテナ22は、遅延ライン23を通り、続いてライン24を通
ってアンテナ制御装置25に連結されている。制御装置25
は、屋外ケーブル27を介して受信機装置26に接続されて
いる。
ができるフェイズドアレイアンテナを示す。アンテナ20
は、平坦なグリッド状に配列された複数の簡単なダイポ
ールアンテナ22のアレイを含んでいる。各ダイポールア
ンテナ22は、遅延ライン23を通り、続いてライン24を通
ってアンテナ制御装置25に連結されている。制御装置25
は、屋外ケーブル27を介して受信機装置26に接続されて
いる。
【００１６】アンテナ20が動作しているとき、遅延ライ
ン23は、ダイポール22のそれぞれから受信された信号21
が同位相で加算されるように制御装置25によって調節さ
れる。信号21が所望のビーム方向から到着したときに組
合わせられた受信信号パワーを最大化することによっ
て、所望の方向において実効利得が生成される。別の方
向から受信された信号は、制御装置25によって位相がず
れて加算される。したがって、これらの所望されない信
号の受信信号パワーは大幅に低下させられる。ダイポー
ル22は単一の方向で信号21中のパワーを最大化する。し
たがって、フェイズドアレイアンテナは、所望の方向か
ら信号を受信するために非常に迅速に“電気的に操縦”
され、それによって機械的なシステムによりアンテナの
指向方向を操縦したときに生じる可能性のある機械的な
問題のいくつかを除去することができる。
ン23は、ダイポール22のそれぞれから受信された信号21
が同位相で加算されるように制御装置25によって調節さ
れる。信号21が所望のビーム方向から到着したときに組
合わせられた受信信号パワーを最大化することによっ
て、所望の方向において実効利得が生成される。別の方
向から受信された信号は、制御装置25によって位相がず
れて加算される。したがって、これらの所望されない信
号の受信信号パワーは大幅に低下させられる。ダイポー
ル22は単一の方向で信号21中のパワーを最大化する。し
たがって、フェイズドアレイアンテナは、所望の方向か
ら信号を受信するために非常に迅速に“電気的に操縦”
され、それによって機械的なシステムによりアンテナの
指向方向を操縦したときに生じる可能性のある機械的な
問題のいくつかを除去することができる。
【００１７】ダイポールアンテナ22がグリッドに配列さ
れたときの各ダイポールアンテナ22間の距離は、図３に
示されたフェイズドアレイアンテナ20の指向方向の角度
変化範囲の最大の角度である操縦角度θを決定する。フ
ェイズドアレイアンテナ20の受信指向特性ビームの方向
は、基準となる制御信号を与えない状態における指向方
向Ａ（以下指向方向中心線と言う）に対して±θ°の範
囲で受信特性を著しく劣化させずに操縦可能である。フ
ェイズドアレイアンテナ20は、放送衛星62の放送電磁波
ビームの中心線61がこの±θ°の角度範囲内であれば指
向方向をこのビーム中心線61と一致するように電気的に
制御可能である。しかしながら、この±θ°の角度範囲
はあまり大きくないので、受信アンテナの方向を物理的
（機械的）に調整して、衛星がこの±θ°の角度範囲内
に位置するようにする必要がある。このような状態に受
信アンテナの指向方向を制御する整列を以下粗整列と呼
ぶ。アンテナ20の指向方向を機械的に変化させるために
は図３の紙面に垂直な軸を中心にアンテナの放射面の角
度を変化させ、さらにこの軸に垂直な軸を中心に角度を
変化させて３次元空間における指向方向を変化させるよ
うにされる。
れたときの各ダイポールアンテナ22間の距離は、図３に
示されたフェイズドアレイアンテナ20の指向方向の角度
変化範囲の最大の角度である操縦角度θを決定する。フ
ェイズドアレイアンテナ20の受信指向特性ビームの方向
は、基準となる制御信号を与えない状態における指向方
向Ａ（以下指向方向中心線と言う）に対して±θ°の範
囲で受信特性を著しく劣化させずに操縦可能である。フ
ェイズドアレイアンテナ20は、放送衛星62の放送電磁波
ビームの中心線61がこの±θ°の角度範囲内であれば指
向方向をこのビーム中心線61と一致するように電気的に
制御可能である。しかしながら、この±θ°の角度範囲
はあまり大きくないので、受信アンテナの方向を物理的
（機械的）に調整して、衛星がこの±θ°の角度範囲内
に位置するようにする必要がある。このような状態に受
信アンテナの指向方向を制御する整列を以下粗整列と呼
ぶ。アンテナ20の指向方向を機械的に変化させるために
は図３の紙面に垂直な軸を中心にアンテナの放射面の角
度を変化させ、さらにこの軸に垂直な軸を中心に角度を
変化させて３次元空間における指向方向を変化させるよ
うにされる。
【００１８】フェイズドアレイアンテナ20を物理的に動
かすことによってその指向方向中心線の方向を調整して
放送電磁波ビームの中心線61がフェイズドアレイアンテ
ナ20の±θ°の範囲角度内に入り、その結果として図３
に示されているようにアンテナの指向方向中心線Ａと中
心線61との角度が例えば図示のΦになり、粗整列状態に
なると、受信された信号強度が増加する。したがって、
受信された信号強度がある選択されたしきい値を越える
ことによって粗整列状態になっていることが認識され
る。受信信号強度度は衛星の送信されたパワーによって
も変化するから、粗整列であることを判定するための信
号強度しきい値は、角度Φが考えられるあらゆる状況に
対して角度θより小さくなるように選択されなければな
らない。
かすことによってその指向方向中心線の方向を調整して
放送電磁波ビームの中心線61がフェイズドアレイアンテ
ナ20の±θ°の範囲角度内に入り、その結果として図３
に示されているようにアンテナの指向方向中心線Ａと中
心線61との角度が例えば図示のΦになり、粗整列状態に
なると、受信された信号強度が増加する。したがって、
受信された信号強度がある選択されたしきい値を越える
ことによって粗整列状態になっていることが認識され
る。受信信号強度度は衛星の送信されたパワーによって
も変化するから、粗整列であることを判定するための信
号強度しきい値は、角度Φが考えられるあらゆる状況に
対して角度θより小さくなるように選択されなければな
らない。
【００１９】図４は、本発明による受信アンテナ、整列
装置および衛星放送受信機を示す。受信機システム40
は、フェイズドアレイ操縦性ビームアンテナ20、衛星放
送受信機45、およびユーザーインターフェース50を含
む。好ましい実施形態では、フェイズドアレイ操縦性ビ
ームアンテナ20は、アンテナ20の後部またはそのベース
（示されていない）に取付けられたＬＥＤ（発光ダイオ
ード）の形態の粗整列指示器42を含んでいる。多数の低
電圧直流接続であることが好ましい屋外ライン55によっ
て衛星放送受信機45とアンテナ20とが接続されている。
受信機45はアンテナ20から受信された放送信号をデコー
ドする集積された受信機デコーダ（ＩＲＤ）セット・ト
ップ装置を含んでいることが好ましい。受信機45は、制
御装置サブシステム47に連結されたチューナ・復調器サ
ブシステム46を含んでいる。受信機45はユーザーインタ
ーフェース50に接続され、このユーザーインターフェー
ス50はテレビジョンのスクリーンまたは受信機45上のフ
ロントパネルディスプレイを含んでいることが好まし
い。
装置および衛星放送受信機を示す。受信機システム40
は、フェイズドアレイ操縦性ビームアンテナ20、衛星放
送受信機45、およびユーザーインターフェース50を含
む。好ましい実施形態では、フェイズドアレイ操縦性ビ
ームアンテナ20は、アンテナ20の後部またはそのベース
（示されていない）に取付けられたＬＥＤ（発光ダイオ
ード）の形態の粗整列指示器42を含んでいる。多数の低
電圧直流接続であることが好ましい屋外ライン55によっ
て衛星放送受信機45とアンテナ20とが接続されている。
受信機45はアンテナ20から受信された放送信号をデコー
ドする集積された受信機デコーダ（ＩＲＤ）セット・ト
ップ装置を含んでいることが好ましい。受信機45は、制
御装置サブシステム47に連結されたチューナ・復調器サ
ブシステム46を含んでいる。受信機45はユーザーインタ
ーフェース50に接続され、このユーザーインターフェー
ス50はテレビジョンのスクリーンまたは受信機45上のフ
ロントパネルディスプレイを含んでいることが好まし
い。
【００２０】ユーザーインターフェース50は、受信アン
テナの指向方向を定めて設置するための最終的な整列に
おいて、すなわちピーク感度が得られるような指向方向
の設定プロセスにおいてアンテナを設置するユーザを補
助するために使用される。ユーザーインターフェース50
は、受信機45に含まれているフロントパネルディスプレ
イまたは通常のテレビジョンセットで表示されるユーザ
ースクリーンのいずれかであることができる。パネルま
たはスクリーンは受信信号の信号強度またはその他の位
置決定のための情報を表示し、受信アンテナの設置者に
対して受信アンテナ20の自動整列を開始するための手段
を提供する。
テナの指向方向を定めて設置するための最終的な整列に
おいて、すなわちピーク感度が得られるような指向方向
の設定プロセスにおいてアンテナを設置するユーザを補
助するために使用される。ユーザーインターフェース50
は、受信機45に含まれているフロントパネルディスプレ
イまたは通常のテレビジョンセットで表示されるユーザ
ースクリーンのいずれかであることができる。パネルま
たはスクリーンは受信信号の信号強度またはその他の位
置決定のための情報を表示し、受信アンテナの設置者に
対して受信アンテナ20の自動整列を開始するための手段
を提供する。
【００２１】フェイズドアレイアンテナ20を設置するた
めに、ユーザーは、まず受信アンテナ20を軌道衛星38の
方向に向け、フェイズドアレイにより調整されることの
できる±θ°の角度範囲内に衛星38が位置する粗整列状
態が得られるまでアンテナ20の指向方向（すなわちフェ
イズドアレイアンテナの指向方向中心線）を物理的、す
なわち機械的に調整する。粗整列状態が得られたことは
粗整列指示器42によって指示される。アンテナ20の指向
方向が衛星38の方向に近付くと受信信号の強度レベルが
増加するため前記のような信号強度しきい値を越えるこ
とによって粗整列状態になったことを知ることができ、
例えば粗整列指示器42のＬＥＤが発光を停止してユーザ
に粗整列が得られていることを示す。その後、ユーザー
はユーザーインターフェース50を使用してフェイズドア
レイによる電気的制御を使用して最終的な整列プロセス
を実行する。
めに、ユーザーは、まず受信アンテナ20を軌道衛星38の
方向に向け、フェイズドアレイにより調整されることの
できる±θ°の角度範囲内に衛星38が位置する粗整列状
態が得られるまでアンテナ20の指向方向（すなわちフェ
イズドアレイアンテナの指向方向中心線）を物理的、す
なわち機械的に調整する。粗整列状態が得られたことは
粗整列指示器42によって指示される。アンテナ20の指向
方向が衛星38の方向に近付くと受信信号の強度レベルが
増加するため前記のような信号強度しきい値を越えるこ
とによって粗整列状態になったことを知ることができ、
例えば粗整列指示器42のＬＥＤが発光を停止してユーザ
に粗整列が得られていることを示す。その後、ユーザー
はユーザーインターフェース50を使用してフェイズドア
レイによる電気的制御を使用して最終的な整列プロセス
を実行する。
【００２２】以下、特に全ての図面を組合わせて参照し
て設置および整列を完了するまでの工程を説明する。最
初に、永久的な取付けが所望される堅牢で安定した設置
表面にシステム40のアンテナ20が固定される。その後、
設置を行うユーザは、受信された信号強度が予め選択さ
れたしきい値を越えるまでアンテナ20を手動で動かして
アンテナ20を衛星の方向に向ける。指向方向の機械的な
調整によって粗整列角度Φに到達したときに、粗整列指
示器42が自動的に付勢される。これは、アンテナ20が放
送衛星38に対して粗整列状態になっており、アンテナビ
ームの指向方向を電気的に制御することによって電気的
な最終整列させることが可能であることをユーザに示
す。その後、アンテナ20はこの位置に恒久的に固定さ
れ、指向方向を再び物理的に動かして調整をする必要は
ない。次に設置を行うユーザは整列手順を動作させるた
めに制御スイッチ52を選択して、好ましくはテレビジョ
ン受像機のようなユーザーインターフェース50を通じて
メニュー項目を選択することにより受信機45内の制御装
置サブシステム47を付勢する。チューナ・復調器46は、
受信機45の他の部分に復調された通信信号を供給する。
チューナ・復調器46はまた、制御装置47に受信された信
号強度の表示を供給する。チューナ・復調器46と組合わ
せられた制御装置47は、アンテナの操縦可能な角度θ内
でアンテナビームを操縦するように共同する。最終的な
整列手順は、受信された信号強度が最大化されるまで続
けられる。この位置は、アンテナビームがアンテナ表面
に対してほぼ垂直なときに得られることが好ましい。
て設置および整列を完了するまでの工程を説明する。最
初に、永久的な取付けが所望される堅牢で安定した設置
表面にシステム40のアンテナ20が固定される。その後、
設置を行うユーザは、受信された信号強度が予め選択さ
れたしきい値を越えるまでアンテナ20を手動で動かして
アンテナ20を衛星の方向に向ける。指向方向の機械的な
調整によって粗整列角度Φに到達したときに、粗整列指
示器42が自動的に付勢される。これは、アンテナ20が放
送衛星38に対して粗整列状態になっており、アンテナビ
ームの指向方向を電気的に制御することによって電気的
な最終整列させることが可能であることをユーザに示
す。その後、アンテナ20はこの位置に恒久的に固定さ
れ、指向方向を再び物理的に動かして調整をする必要は
ない。次に設置を行うユーザは整列手順を動作させるた
めに制御スイッチ52を選択して、好ましくはテレビジョ
ン受像機のようなユーザーインターフェース50を通じて
メニュー項目を選択することにより受信機45内の制御装
置サブシステム47を付勢する。チューナ・復調器46は、
受信機45の他の部分に復調された通信信号を供給する。
チューナ・復調器46はまた、制御装置47に受信された信
号強度の表示を供給する。チューナ・復調器46と組合わ
せられた制御装置47は、アンテナの操縦可能な角度θ内
でアンテナビームを操縦するように共同する。最終的な
整列手順は、受信された信号強度が最大化されるまで続
けられる。この位置は、アンテナビームがアンテナ表面
に対してほぼ垂直なときに得られることが好ましい。
【００２３】受信アンテナ20の粗整列中、アンテナ20に
よって受信された放送信号は、屋外ライン44によって屋
内の受信機45に伝送される。チューナ・復調器46は受信
された信号を下方変換し、信号強度値を計算する。信号
強度値は、その値を記憶されたしきい値の信号強度値と
比較する制御装置47に送られる。記憶されたしきい値
は、放送衛星38から直接的に下流リンクで結合される
か、或いは制御装置47のメモリ中に保持される。しきい
値信号強度値は、放送衛星38に関するその地球上の位置
に応じて受信機ごとに異なり、郵便番号のような地理学
的指示器に基づいて固定されたパラメータであることも
できる。
よって受信された放送信号は、屋外ライン44によって屋
内の受信機45に伝送される。チューナ・復調器46は受信
された信号を下方変換し、信号強度値を計算する。信号
強度値は、その値を記憶されたしきい値の信号強度値と
比較する制御装置47に送られる。記憶されたしきい値
は、放送衛星38から直接的に下流リンクで結合される
か、或いは制御装置47のメモリ中に保持される。しきい
値信号強度値は、放送衛星38に関するその地球上の位置
に応じて受信機ごとに異なり、郵便番号のような地理学
的指示器に基づいて固定されたパラメータであることも
できる。
【００２４】制御装置47は粗整列モードのときに、信号
強度がしきい値以上になった場合、ライン49を通してチ
ューナ・復調器46に信号を送る。チューナ・復調器46は
アンテナ20上またはその付近に取付けられた粗整列指示
器42に屋外ライン43を介して指示器制御信号を中継す
る。指示器制御信号は粗整列指示器42を付勢してアンテ
ナ20が適切な粗整列位置になっていることをユーザに通
知する。
強度がしきい値以上になった場合、ライン49を通してチ
ューナ・復調器46に信号を送る。チューナ・復調器46は
アンテナ20上またはその付近に取付けられた粗整列指示
器42に屋外ライン43を介して指示器制御信号を中継す
る。指示器制御信号は粗整列指示器42を付勢してアンテ
ナ20が適切な粗整列位置になっていることをユーザに通
知する。
【００２５】粗整列指示器42は、受信機45が“粗整列”
モード（粗整列調整を行う動作モード）にされたときに
発光状態にされることが好ましい。粗整列指示器42のＬ
ＥＤは、アンテナが適切に粗整列されたときに発光を停
止する。ＬＥＤの代わりに、粗整列指示器42は、受信機
45から離れている設置しているユーザに適切な位置にあ
る状態であることを通知するためにブザーまたはスピー
カのような可聴信号発生器を備えていてもよい。指示器
42が粗整列の完了したことを設置者に通知すると、設置
者はその適切な状態で受信アンテナ20の物理的な指向方
向を恒久的に固定する。
モード（粗整列調整を行う動作モード）にされたときに
発光状態にされることが好ましい。粗整列指示器42のＬ
ＥＤは、アンテナが適切に粗整列されたときに発光を停
止する。ＬＥＤの代わりに、粗整列指示器42は、受信機
45から離れている設置しているユーザに適切な位置にあ
る状態であることを通知するためにブザーまたはスピー
カのような可聴信号発生器を備えていてもよい。指示器
42が粗整列の完了したことを設置者に通知すると、設置
者はその適切な状態で受信アンテナ20の物理的な指向方
向を恒久的に固定する。
【００２６】アンテナ20の指向方向の最終的な設定はフ
ェイズドアレイによる電気的な制御であるためにアンテ
ナ20の設置位置から隔たった屋内で行うことができる。
整列を完結するために、設置するユーザは、ユーザーイ
ンターフェース50のスクリーン上で制御オプションを付
勢することによって受信機45に内蔵されている整列プロ
セスを付勢する。このプロセスが付勢されると、制御装
置47は屋外ライン44、チューナ・復調器46およびリンク
48を介してアンテナ20によって受信された放送信号の信
号強度を連続的に読取る。その後、制御装置は、制御リ
ンク49を介してチューナ・復調器46に操縦命令を送信し
始める。チューナ・復調器46は、屋外リンク43を介して
アンテナ20に操縦命令を中継する。アンテナビームは、
予め定められた一連の動きにより電気的に操縦され、そ
れによって信号強度が最大であるビーム角度を決定す
る。その後、アンテナビームはこの位置に設定され、ア
ンテナ20の整列が完了する。ビーム位置は、アンテナ20
が受信機45のパワーアップ時に自動的に整列された状態
であるように受信機45内に記憶される。整列シーケンス
は、アンテナが取替えまたは修理される必要があるなら
ば、何時でも反復されることができる。
ェイズドアレイによる電気的な制御であるためにアンテ
ナ20の設置位置から隔たった屋内で行うことができる。
整列を完結するために、設置するユーザは、ユーザーイ
ンターフェース50のスクリーン上で制御オプションを付
勢することによって受信機45に内蔵されている整列プロ
セスを付勢する。このプロセスが付勢されると、制御装
置47は屋外ライン44、チューナ・復調器46およびリンク
48を介してアンテナ20によって受信された放送信号の信
号強度を連続的に読取る。その後、制御装置は、制御リ
ンク49を介してチューナ・復調器46に操縦命令を送信し
始める。チューナ・復調器46は、屋外リンク43を介して
アンテナ20に操縦命令を中継する。アンテナビームは、
予め定められた一連の動きにより電気的に操縦され、そ
れによって信号強度が最大であるビーム角度を決定す
る。その後、アンテナビームはこの位置に設定され、ア
ンテナ20の整列が完了する。ビーム位置は、アンテナ20
が受信機45のパワーアップ時に自動的に整列された状態
であるように受信機45内に記憶される。整列シーケンス
は、アンテナが取替えまたは修理される必要があるなら
ば、何時でも反復されることができる。
【００２７】上記の好ましい実施形態は、ユーザーまた
は設置者が、受信機の設置位置とアンテナの設置位置と
の間を何回も移動しないで衛星受信アンテナの指向方向
を正確に整列することを可能にする。したがって、アン
テナの指向方向の最終的な整列は屋内で行うことができ
るので一人のユーザーによって完全に行なわれることが
できる。さらに、上記の自動整列工程は非常に正確なア
ンテナの位置設定を行ない、それによって受信機システ
ムにおいて受信された信号強度を高め、降雨フェーディ
ングその他の減衰状況による信号レベルが低下した場合
にも受信信号の損失の可能性を最小化する。
は設置者が、受信機の設置位置とアンテナの設置位置と
の間を何回も移動しないで衛星受信アンテナの指向方向
を正確に整列することを可能にする。したがって、アン
テナの指向方向の最終的な整列は屋内で行うことができ
るので一人のユーザーによって完全に行なわれることが
できる。さらに、上記の自動整列工程は非常に正確なア
ンテナの位置設定を行ない、それによって受信機システ
ムにおいて受信された信号強度を高め、降雨フェーディ
ングその他の減衰状況による信号レベルが低下した場合
にも受信信号の損失の可能性を最小化する。
【００２８】もちろん、上記の好ましい実施形態を広範
囲にわたって変化および修正することができることが理
解されるべきである。例えば、アンテナの最終的整列の
ための制御装置は受信機から離された位置の容器内に収
容されてもよく、それによって本体装置の販売後に整列
用の付属品として別に販売されることもできる。したが
って、上記の詳細な説明は単なる例示であって本発明を
何等限定するものではなく、特許請求の範囲は均等物を
全て含み、本発明の技術的範囲を定めるものであること
が理解されるべきである。
囲にわたって変化および修正することができることが理
解されるべきである。例えば、アンテナの最終的整列の
ための制御装置は受信機から離された位置の容器内に収
容されてもよく、それによって本体装置の販売後に整列
用の付属品として別に販売されることもできる。したが
って、上記の詳細な説明は単なる例示であって本発明を
何等限定するものではなく、特許請求の範囲は均等物を
全て含み、本発明の技術的範囲を定めるものであること
が理解されるべきである。
【図１】本発明の方法および装置を使用することができ
る家庭用の直接衛星放送システムの概略図。
る家庭用の直接衛星放送システムの概略図。
【図２】図１のシステムにおいて使用されることのでき
るフェイズドアレイアンテナ構造の概略図。
るフェイズドアレイアンテナ構造の概略図。
【図３】図１および２に示されたフェイズドアレイアン
テナを整列するのに使用される整列角度を示した概略
図。
テナを整列するのに使用される整列角度を示した概略
図。
【図４】図１に示されたシステムおよび図２および３に
示されたフェイズドアレイアンテナで使用される本発明
の衛星受信機システムの概略図。
示されたフェイズドアレイアンテナで使用される本発明
の衛星受信機システムの概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−97758（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−283128（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243016（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−117737（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−129707（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−115421（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−38320（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/155 H01Q 3/26
Claims (21)
- 【請求項１】 衛星から信号を受信するアンテナと、 前記アンテナによって受信した信号を供給される受信機
と、 前記アンテナの付近に配置された指示器とを具備し、 前記アンテナは制御信号にしたがって指向方向が電気的
に変化できるように構成され、さらに、指向方向が電気
的に変化できる指向方向角度範囲に前記衛星が位置する
粗整列状態が得られるように指向方向を物理的に制御で
きるように構成され、 前記受信機は受信信号の信号強度値を測定して、前記信
号強度値に基づいて命令信号を出力するように構成さ
れ、 前記指示器は、アンテナの指向方向が前記衛星と粗整列
した状態になったときに粗整列状態であることを示す信
号を出力するように構成され、 前記アンテナは、粗整列状態が得られた後、さらに指向
方向を物理的に変化させることなく前記受信機から与え
られる命令信号に基づいて前記アンテナの指向方向を電
気的に変化させることによりアンテナの指向方向を最終
的に静止している衛星と整列させるように構成されてい
ることを特徴とするアンテナの指向方向を衛星と整列さ
せる装置。 - 【請求項２】 前記アンテナはフェイズドアレイアンテ
ナを具備している請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記アンテナは、前記受信機と通信して
いるモータ付き整列装置を含む取付け装置に固定された
パラボラデッシュアンテナを具備している請求項１記載
の装置。 - 【請求項４】 前記指示器はトーン発生装置を具備して
いる請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記指示器は発光装置を具備している請
求項１記載の装置。 - 【請求項６】 前記指示器は前記アンテナに取付けられ
ている請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 衛星から信号を受信し、制御信号にした
がって指向方向が電気的に変化できるように構成され、
さらに、指向方向が電気的に変化できる指向方向角度範
囲に前記衛星が位置する粗整列状態が得られるように指
向方向を物理的に調整できるように構成されているアン
テナと、 アンテナによって受信した信号を供給される受信機と、 受信機に結合されているユーザーインターフェースと、 前記アンテナの付近に配置され、前記受信機に結合さ
れ、アンテナの指向方向が衛星と粗整列状態になったと
きに粗整列状態であることを示す感知信号を生成するよ
うに構成されている粗整列指示器とを具備し、 前記受信機は粗整列状態が得られた後、さらに指向方向
を物理的に変化させることなく前記アンテナの指向方向
を電気的に変化させて静止している衛星と最終的な整列
状態にする制御信号をアンテナに供給することを特徴と
するアンテナの指向方向を衛星と整列させる装置。 - 【請求項８】 前記粗整列指示器は前記アンテナに取付
けられている請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 前記アンテナはフェイズドアレイアンテ
ナを具備している請求項７記載の装置。 - 【請求項１０】 前記ユーザインターフェースは、信号
強度指示器および前記アンテナの電気的整列を開始させ
るための１以上の制御スイッチを具備している請求項７
記載の装置。 - 【請求項１１】 前記感知可能な信号は、可聴信号であ
る請求項７記載の装置。 - 【請求項１２】 前記感知可能な信号は、可視信号であ
る請求項７記載の装置。 - 【請求項１３】 衛星から信号を受信し、制御信号にし
たがって指向方向が電気的に変化できるように構成さ
れ、さらに、指向方向が電気的に変化できる指向方向角
度範囲に前記衛星が位置する粗整列状態が得られるよう
に指向方向を物理的に制御できるように構成されている
アンテナを設置表面上に取付け、 このアンテナの付近に指示器を配置し、 前記アンテナの指向方向が前記衛星と粗整列状態にされ
たことを前記指示器が報知するまで前記設置表面からア
ンテナを取外すことなく前記アンテナの指向方向を物理
的に変化させてアンテナの指向方向を調節し、 粗整列状態にされたことを前記指示器が報知した場合
に、その後さらにアンテナの指向方向が物理的に移動す
ることを阻止するように前記アンテナの位置を固定し、 前記アンテナから離れた位置に配置された受信装置から
制御信号を発生させて前記アンテナの指向方向を電気的
に変化させてアンテナの指向方向と静止している前記衛
星との最終的な整列を行なわせるステップを含んでいる
ことを特徴とする衛星アンテナの指向方向を衛星と整列
させる方法。 - 【請求項１４】 前記アンテナはフェイズドアレイアン
テナを具備している請求項１３記載の方法。 - 【請求項１５】 さらに前記受信装置においてユーザイ
ンターフェースによって整列手順が選択される請求項１
３記載の方法。 - 【請求項１６】 前記指示器は発光装置を具備している
請求項１３記載の方法。 - 【請求項１７】 前記指示器は可聴信号発生装置を具備
している請求項１３記載の方法。 - 【請求項１８】 前記指示器は前記アンテナに取付けら
れている請求項１３記載の方法。 - 【請求項１９】 前記アンテナの位置の固定は恒久的で
ある請求項１３記載の方法。 - 【請求項２０】 衛星から電磁波信号を受信するアンテ
ナと、 アンテナによって受信した信号を供給される受信機と、 アンテナに結合され、アンテナの指向方向を電気的に制
御するアンテナ制御装置と、 前記アンテナの付近に配置された粗整列指示器とを具備
し、 前記アンテナは制御信号にしたがって指向方向が電気的
に変化できるように構成され、さらに、指向方向が電気
的に変化できる指向方向角度範囲に前記衛星が位置する
粗整列状態が得られるように指向方向を物理的に調整で
きるように構成され、 前記指示器は、アンテナの指向方向が前記衛星と粗整列
した状態になったときに粗整列状態であることを示す感
知可能な信号を出力するように構成され、 前記アンテナ制御装置は粗整列状態であることを示す前
記信号を供給されたときアンテナの指向方向をさらに物
理的に変化させることなく前記衛星にアンテナの指向方
向を電気的に調節して静止している衛星との最終的な整
列状態を得ることを特徴とする衛星からの通信信号の受
信装置。 - 【請求項２１】 前記アンテナはフェイズドアレイアン
テナを具備している請求項２０記載の受信装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/577,605 US5797083A (en) | 1995-12-22 | 1995-12-22 | Self-aligning satellite receiver antenna |
| US577605 | 1995-12-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09284196A JPH09284196A (ja) | 1997-10-31 |
| JP3105462B2 true JP3105462B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=24309427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08342160A Expired - Lifetime JP3105462B2 (ja) | 1995-12-22 | 1996-12-20 | 自己整列衛星受信アンテナ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5797083A (ja) |
| JP (1) | JP3105462B2 (ja) |
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