JP3122579U - アンテナ追尾装置及びアンテナ - Google Patents
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Abstract
【課題】簡便な構成でありながら、極めて応答性の高いアンテナ追尾装置を提供する。
【解決手段】衛星80Aから送信された電波は、主反射鏡14に入射して更に反射され、副反射鏡18に入射して導波管16に導かれる。ここで、船舶が移動し、衛星が相対的に80Aから80Bの位置になったとする。(A)の副反射鏡を傾けない状態で副反射鏡18を回転させても、導波管16に導かれる電波の強度は変化しない。しかし、(B)及び(C)のように、副反射鏡18を傾けて回転させると、信号ゲインが変化する。これにより、衛星が80Aから80Bの方向にずれたことを知ることができる。
【選択図】図4
【解決手段】衛星80Aから送信された電波は、主反射鏡14に入射して更に反射され、副反射鏡18に入射して導波管16に導かれる。ここで、船舶が移動し、衛星が相対的に80Aから80Bの位置になったとする。(A)の副反射鏡を傾けない状態で副反射鏡18を回転させても、導波管16に導かれる電波の強度は変化しない。しかし、(B)及び(C)のように、副反射鏡18を傾けて回転させると、信号ゲインが変化する。これにより、衛星が80Aから80Bの方向にずれたことを知ることができる。
【選択図】図4
Description
本考案は、衛星放送などを受信するためのアンテナ追尾装置及びアンテナに関し、更に具体的には、船舶などに設置しても放送衛星を追尾することができるアンテナ追尾装置及びアンテナに関する。
従来の衛星追尾手法としては、例えば、下記特許文献1に記載された車載用衛星追尾装置及び車載用衛星受信システムがある。これは、人工衛星に向けて衛星アンテナを自動追尾させることを目的とするもので、追尾すべき人工衛星のBS(Broadcasting Satellite,放送衛星),CS(Communication Satellite,通信衛星)の種別を判定するとともに、その人工衛星から放送用電波と共に送信されてくる一定周波数のビーコン信号を選局し、その信号レベルが最大となるように平面アンテナの向きを制御する。また、下記特許文献2には、GPS(Global Positioning System)を利用して、移動体が静止時であっても移動時であっても方位角と傾斜角の割り出しを高精度で行うことができ、衛星追尾を確実に行うようにした移動体積載用衛星自動追尾装置が開示されている。
いずれにしても、多くの背景技術では、移動体自身の方位角・傾斜角を、傾斜計,磁気コンパス,レートジャイロ,ジャイロコンパスなどのセンサを用いて求め、通信衛星への目標角を、運用者が地図情報を基に緯度経度を求め、その値から目標角を算出し、回転雲台の制御部に入力するか、GPSからの受信信号を利用して演算する方法が一般的である。
特開2001−304879公報
特開2005−300347公報
しかしながら、上述した背景技術では、非常に装置構成が複雑となり、故障の原因となる。更に、船舶では、船舶自身の移動のみならず、波やうねりによる揺動もあり、極めて応答性の高い衛星追尾が要求される。
本考案は、以上の点に着目したもので、簡便な構成でありながら、極めて応答性の高いアンテナ追尾装置及びアンテナを提供することを、その目的とする。
前記目的を達成するため、本考案は、主反射鏡及び副反射鏡による反射を利用して送信手段から送信された電波を受信するアンテナを、前記送信手段の方向に駆動機構によって追尾するアンテナ追尾装置であって、前記副反射鏡を、前記主反射鏡からの反射電波を対称に受信できる位置から傾けて配置するともに、前記副反射鏡を回転する回転手段,前記副反射鏡の傾き方向と、電波の受信強度の変化から、アンテナの追尾方向を検出して、前記駆動機構に出力する追尾制御手段,を備えたことを特徴とする。
主要な形態の一つでは、前記追尾制御手段が、前記電波の受信信号の偏向方向を直線偏向に変換する偏向変換手段,この偏向変換手段の変換出力信号から信号強度を検出する信号強度検出手段,前記副反射鏡の傾き方向を検出する傾き方向検出手段,これら信号強度検出手段及び傾き方向検出手段による検出結果に基づいて追尾方向を検出する追尾方向検出手段,を含むことを特徴とする。更に他の形態の一つは、前記偏向変換手段が、前記主反射鏡の中心に設けられており、前記副反射鏡によって反射された電波が入射する導波管の出力側に設けられたLNBであることを特徴とする。
本考案のアンテナは、前記いずれかのアンテナ追尾装置を備えており、前記駆動機構による駆動の際に前記回転手段の重量とバランスをとるためのウエイト手段を、前記主反射鏡の裏面側に設けたことを特徴とする。主要な形態の一つは、船舶に設置されており、BSもしくはCSから送信された電波を受信することを特徴とする。本考案の前記及び他の目的,特徴,利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
本考案によれば、副反射鏡を傾けて配置するとともに、回転を付与することとしたので、簡便な構成でありながら、極めて応答性の高い衛星追尾を行うことができる。
以下、本考案を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。
図1には、実施例1のアンテナ装置の外観構成が示されている。(A)は後側から見た図であり、(B)は側面から見た図である。これらの図において、アンテナ装置10は、風雨の影響を受けないように、カバーケース12内に収納設置されている。このアンテナ装置10は、パラボラないし主反射鏡14を備えており、その中心には導波管16が設けられている。また、導波管16の先には、副反射鏡18が設けられている。前記主反射鏡14は、その側面で支持フレーム20によって、矢印FA方向に回動可能に支持されており、支持フレーム20は、ベース22に対して矢印FB方向に回転可能に支持されている。
支持フレーム内には、角度制御モータ24,方向制御モータ26がそれぞれ設けられている。支持フレーム側面には、前記主反射鏡14と角度制御モータ24との間にベルト車などによる角度制御機構28が設けられており、支持フレーム底面には、前記ベース22と方向制御モータ26との間にギアなどによる方向制御機構30が設けられている。角度制御モータ24を駆動すると、角度制御機構28によって主反射鏡14が矢印FA方向に回動し、方向制御モータ26を駆動すると、方向制御機構30によって主反射鏡14が矢印FB方向に回転する。
ここで、基本的な動作を説明すると、衛星から送信された電波は、主反射鏡14に入射し、ここで鏡面の焦点方向に反射される。焦点位置には副反射鏡18が設けられているため、電波は、副反射鏡18で反射されて導波管16に導かれる。この場合に、主反射鏡14が衛星の方向を向いていないと、良好な利得(ゲイン)をえることができない。そこで、角度制御モータ24や方向制御モータ26を駆動して、主反射鏡14を矢印FAないしFB方向に動かすようにする。以上の各部の構成や動作は、いわゆるカセグレーン方式として一般的に知られているアンテナと同様である。
ところで、本実施例では、上述した副反射鏡18が、回転モータ50の回転軸に接続されており、回転可能となっている。回転モータ50は、主反射鏡14の縁に延設された4本の支持アーム52によって、主反射鏡14に支持固定されている。また、主反射鏡14の裏面側中央には、主反射鏡14の回転時に前記回転モータ50の重量とバランスをとるためのバランスウエイト54が設けられている。また、上述した主反射鏡14の導波管16出力側には、LNB(Low Noise Block Converter)56が設けられている。このLNB56は、入力信号の円偏波を直線偏波に変換するとともに、信号増幅を行って所定の信号レベルの受信出力が得られるようにするためのものである。なお、副反射鏡18を構成する材料としては金属が好適であるが、回転モータ50に負荷をかけないよう、アルミニウムなどがよい。
次に、図2を参照しながら、追尾制御を行う電気的構成について説明する。上述したLNB56の信号出力側は、一方においてアンテナ装置10による受信信号出力となり、例えばテレビチューナ(図示せず)に接続されるとともに、信号強度検出回路60にも接続されている。一方、上述した副反射鏡18を回転駆動する回転モータ50は、例えばステッピングモータによって構成されており、パルス電源51から駆動パルスが供給されているが、この駆動パルスは、副反射鏡18の傾き方向検出回路64にも供給されている。信号強度検出回路60及び傾き方向検出回路64の検出出力側は追尾方向検出回路66に接続されており、追尾方向検出回路68の検出出力側は上述した角度制御モータ24,方向制御モータ26の駆動電源25,27にそれぞれ接続されている。なお、各電気回路に駆動電力を供給する電源は図示していない。
ところで、本実施例では、副反射鏡18が、主反射鏡14に対して傾いた配置(主反射鏡14に対して副反射鏡18の鏡面が非対称となる配置,あるいは、最もゲインの高い方向から鏡面が傾いた配置)となっている。すなわち、従来は、図3(A)に点線で示す位置であるのに対し、実線で示すように若干傾いた位置となっている。例えば、従来の位置から主反射鏡14側に突出した部分を白,引っ込んだ部分をハッチングで示すと、図3(B)に示すようになる。これが矢印FC方向に回転すると、同図(C)→(D)→(E)→(B)のようになる。
次に、図4を参照して、本実施例による追尾手法を説明する。図4(A)は、図3(A)に点線でした従来の副反射鏡18が傾いていない場合を示した図で、図4(B)及び(C)は、図3(A)に実線で示した本実施例の副反射鏡18が傾いている場合を示した図である。図4(B)の状態から180度回転すると、図4(C)の状態となる。
これら図4(A)〜(C)において、衛星80Aから送信された電波は、主反射鏡14に入射して更に反射され、副反射鏡18に入射する。そして、副反射鏡18で反射した電波は、導波管16に導かれる。ここで、船舶が移動し、相対的に矢印FDで示すように衛星が80Aから80Bの位置になったとすると、主反射鏡14に対する電波の入射角が変わるため、受信する電波強度,いわゆるゲインが低下する。このゲインの低下から、アンテナが良好に衛星80Bの方向を向いていないことを知ることができる。以上の点は、いずれにおいても共通である。
ここで、図4(A)に示す従来の場合において、副反射鏡18を回転させたとしても、導波管16に導かれる電波の強度は変化しない。しかし、図4(B)及び(C)に示す本実施例の場合には、副反射鏡18が傾いているため、これが回転すると、受信信号のゲインが変化するようになる。別言すれば、副反射鏡18から主反射鏡14を介して衛星80Bを見たとき、図4(A)は見え方が変化しないが、図4(B),(C)は回転するにつれて見え方が変化し、よく見える角度でゲインも増大する。これにより、衛星が80Aから80Bの方向にずれたことを知ることができる。図の紙面垂直の方向についても同様である。すなわち、副反射鏡18が図3(B)の位置にあるときのゲインと(D)の位置にあるときのゲインを比較することで、図3の左右における衛星の方向を検出することができ、図3(C)の位置にあるときのゲインと(E)の位置にあるときのゲインを比較することで、図3の上下における衛星の方向を検出することができる。
次に、本実施例の全体的動作を説明する。パルス電源51から駆動用のパルス信号が供給されると回転モータ50が駆動され、副反射鏡18が回転する。この状態で主反射鏡14に入射した電波は、主反射鏡14,副反射鏡18で反射されて導波管16に導かれる。導波管16に導かれた電波は、LNB56で偏波方向が円偏向から直線偏向に変換されるとともに、信号の増幅が行われる。増幅後の受信信号は、例えば放送チューナに出力され、テレビジョン放送の受信が行われる。
一方、前記LNB56の出力信号は、信号強度検出回路60にも供給されており、この回路によって信号強度が検出される。また、前記パルス電源51から出力されているパルス信号は、傾き方向検出回路64にも供給されており、この回路によって、副反射鏡18の傾き方向が検出されている。パルスモータの場合、1パルス当たりの回転角度が決まっているので、パルス数をカウントすることで、副反射鏡18がいずれの方向に傾いているかを知ることができる。
これら信号強度検出回路60,傾き方向検出回路64の検出結果は、追尾方向検出回路66に供給される。追尾方向検出回路66は、副反射鏡18の傾き方向と受信信号強度との関係から、追尾方向を検出する。具体的には、図3(B),(D)の副反射鏡位置の信号ゲインを比較することで、左右における追尾方向を検出し、図3(C),(E)の副反射鏡位置の信号ゲインを比較することで、上下における追尾方向を検出する。上下における追尾方向の検出結果は駆動電源25に供給され、左右における追尾方向の検出結果は駆動電源27に供給される。駆動電源25は、入力信号に対応して角度制御モータ24を駆動し、アンテナ装置10の受信角度を制御する。駆動電源27は、入力信号に対応して方向制御モータ26を駆動し、アンテナ装置10の受信方向を制御する。なお、信号強度検出回路60(もしくは追尾方向検出回路66)は、アンテナ装置10が最も強く衛星電波を受信したときの受信信号最大値のデータを予め保持しており、この値に近づくまで信号検出を行う。
副反射鏡18は、例えば1分間に1200回転,すなわち1秒間に20回転する。このため、1秒間に20回の割合で、上述した追尾制御を行うことができる。従って、アンテナ装置10を設置した船舶の通常の航行による追尾のみならず、波やうねりの影響を受けてアンテナ装置10の受信方向がずれても、良好に衛星の方向に追尾することができる。また、従来技術のように、GPS受信装置やジャイロコンパスなどを全く必要としないため、装置構成を簡略化できる。なお、副反射鏡18の回転数は適宜設定してよいが、良好な応答性を得るためには、1秒間に10回転以上が好ましい。
なお、本考案は、上述した実施例に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例に示した形状や回路構成は一例であり、同様の機能を奏するように種々設計変更が可能である。例えば、マイクロプロセッサを使用して信号処理を行うようにしてもよい。
(2)本考案の適用対象としては、BS,CSなどの放送の受信アンテナが好適な例であるが、他の各種の電波の受信に適用してよい。例えば、テレビ塔から出力されている電波を受信する場合にも適用可能である。また、本考案のアンテナ装置の搭載対象も船舶に限定されるものではなく、自動車,航空機など、各種のものに適用してよい。
(1)前記実施例に示した形状や回路構成は一例であり、同様の機能を奏するように種々設計変更が可能である。例えば、マイクロプロセッサを使用して信号処理を行うようにしてもよい。
(2)本考案の適用対象としては、BS,CSなどの放送の受信アンテナが好適な例であるが、他の各種の電波の受信に適用してよい。例えば、テレビ塔から出力されている電波を受信する場合にも適用可能である。また、本考案のアンテナ装置の搭載対象も船舶に限定されるものではなく、自動車,航空機など、各種のものに適用してよい。
本考案によれば、アンテナ装置を衛星に対して良好に追尾させることができるので、船舶などにおけるBS放送やCS放送の受信に好適である。
10:アンテナ装置
12:カバーケース
14:主反射鏡
16:導波管
18:副反射鏡
20:支持フレーム
22:ベース
24:角度制御モータ
25,27:駆動電源
26:方向制御モータ
28:角度制御機構
30:方向制御機構
50:回転モータ
51:パルス電源
52:支持アーム
54:バランスウエイト
60:信号強度検出回路
64:方向検出回路
66:追尾方向検出回路
68:追尾方向検出回路
80A,80B:衛星ないしその位置
12:カバーケース
14:主反射鏡
16:導波管
18:副反射鏡
20:支持フレーム
22:ベース
24:角度制御モータ
25,27:駆動電源
26:方向制御モータ
28:角度制御機構
30:方向制御機構
50:回転モータ
51:パルス電源
52:支持アーム
54:バランスウエイト
60:信号強度検出回路
64:方向検出回路
66:追尾方向検出回路
68:追尾方向検出回路
80A,80B:衛星ないしその位置
Claims (5)
- 主反射鏡及び副反射鏡による反射を利用して送信手段から送信された電波を受信するアンテナを、前記送信手段の方向に駆動機構によって追尾するアンテナ追尾装置であって、
前記副反射鏡を、前記主反射鏡からの反射電波を対称に受信できる位置から傾けて配置するともに、
前記副反射鏡を回転する回転手段,
前記副反射鏡の傾き方向と、電波の受信強度の変化から、アンテナの追尾方向を検出して、前記駆動機構に出力する追尾制御手段,
を備えたことを特徴とするアンテナ追尾装置。 - 前記追尾制御手段は、
前記電波の受信信号の偏向方向を直線偏向に変換する偏向変換手段,
この偏向変換手段の変換出力信号から信号強度を検出する信号強度検出手段,
前記副反射鏡の傾き方向を検出する傾き方向検出手段,
これら信号強度検出手段及び傾き方向検出手段による検出結果に基づいて追尾方向を検出する追尾方向検出手段,
を含むことを特徴とする請求項1記載のアンテナ追尾装置。 - 前記偏向変換手段が、
前記主反射鏡の中心に設けられており、前記副反射鏡によって反射された電波が入射する導波管の出力側に設けられたLNBであることを特徴とする請求項2記載のアンテナ追尾装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のアンテナ追尾装置を備えており、前記駆動機構による駆動の際に前記回転手段の重量とバランスをとるためのウエイト手段を、前記主反射鏡の裏面側に設けたことを特徴とするアンテナ。
- 船舶に設置されており、BSもしくはCSから送信された電波を受信することを特徴とする請求項4記載のアンテナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006002592U JP3122579U (ja) | 2006-04-06 | 2006-04-06 | アンテナ追尾装置及びアンテナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006002592U JP3122579U (ja) | 2006-04-06 | 2006-04-06 | アンテナ追尾装置及びアンテナ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3122579U true JP3122579U (ja) | 2006-06-15 |
Family
ID=43472635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006002592U Expired - Lifetime JP3122579U (ja) | 2006-04-06 | 2006-04-06 | アンテナ追尾装置及びアンテナ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3122579U (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013541862A (ja) * | 2010-07-09 | 2013-11-14 | アルカテル−ルーセント | 基地局を操作する方法および基地局 |
-
2006
- 2006-04-06 JP JP2006002592U patent/JP3122579U/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013541862A (ja) * | 2010-07-09 | 2013-11-14 | アルカテル−ルーセント | 基地局を操作する方法および基地局 |
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