JP3149156B2 - Microwave antenna device for mounting on moving object - Google Patents

Microwave antenna device for mounting on moving object

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JP3149156B2
JP3149156B2 JP12648895A JP12648895A JP3149156B2 JP 3149156 B2 JP3149156 B2 JP 3149156B2 JP 12648895 A JP12648895 A JP 12648895A JP 12648895 A JP12648895 A JP 12648895A JP 3149156 B2 JP3149156 B2 JP 3149156B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、車載用の衛星放送受信
アンテナ装置に代表される追尾型の移動体搭載用マイク
ロ波アンテナ装置に係り、特に、坂道走行時などにおい
て静止衛星の相対位置が仰角方向に変化した場合の対応
策に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tracking-type microwave antenna device mounted on a mobile object typified by a vehicle-mounted satellite broadcast receiving antenna device. Regarding countermeasures in case of change in elevation direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車等の移動体に搭載されて衛星放送
受信に用いられる追尾型のマイクロ波アンテナ装置は、
移動体が走行中のときも放送衛星(静止衛星)からの電
波が受信できなければならないので、アンテナのメイン
ビームを該放送衛星の方位角および仰角に一致させるよ
うな指向制御を行う必要がある。
2. Description of the Related Art A tracking-type microwave antenna device mounted on a mobile body such as an automobile and used for receiving satellite broadcasts has been developed.
Since a radio wave from a broadcasting satellite (geostationary satellite) must be able to be received even when the mobile body is traveling, it is necessary to perform pointing control such that the main beam of the antenna matches the azimuth and elevation of the broadcasting satellite. .

【0003】そのため、従来技術として、メインビーム
をアンテナ面に対して垂直方向に設定した平面アンテナ
と、この平面アンテナを機械的に方位角方向および仰角
方向に回転可能な駆動機構とを備え、方位角追尾と仰角
追尾の両方が行えるようにしたアンテナ装置が知られて
いるが、この種のアンテナ装置は、衛星放送受信時に平
面アンテナを水平面に対して斜めに傾けなければなら
ず、装置の高さが150mm程度になってしまうので、
自動車等の移動体上に搭載する場合に屋根からの突出量
が大きすぎて、移動体の美観を損ねるばかりでなく、走
行時に大きな風圧を受けて空力特性の劣化等を招来する
という不具合があった。また、方位角追尾と仰角追尾の
両方を行うため追尾機構の複雑化が避けられず、それゆ
え、製造コストが高く、且つ装置の重量も5〜50Kg
と重くなって小型車への搭載が困難であるという問題も
あった。
[0003] Therefore, as a prior art, a planar antenna having a main beam set in a direction perpendicular to the antenna surface, and a driving mechanism capable of mechanically rotating the planar antenna in azimuth and elevation directions are provided. An antenna device capable of performing both angle tracking and elevation tracking is known, but this type of antenna device requires that a flat antenna be tilted obliquely with respect to a horizontal plane when receiving satellite broadcasting, and the height of the device is high. Is about 150mm
When mounted on a moving body such as a car, the amount of protrusion from the roof is too large, which not only impairs the aesthetics of the moving body but also causes a large wind pressure during traveling, which leads to deterioration of aerodynamic characteristics and the like. Was. Further, since both azimuth tracking and elevation tracking are performed, complication of the tracking mechanism is unavoidable. Therefore, the manufacturing cost is high and the weight of the apparatus is 5 to 50 kg.
And it is difficult to mount it on a small car.

【0004】そこで従来、この種のアンテナ装置の小型
軽量化や低コスト化を図るため、例えば特開平5−15
2824号公報に記載されている本発明者による先願技
術のように、アンテナのメインビームの仰角を予め放送
衛星の方向に概略一致させておき、方位角のみを追尾す
るようにしたアンテナ装置が提案されている。すなわ
ち、かかる従来技術は、平面アンテナを移動体上に略水
平に設置した状態で放送衛星からの電波を受信できるよ
うにするため、平面アンテナのメインビームのアンテナ
面に対する傾き角を放送衛星の仰角に概略一致させてお
くことにより、平面アンテナを方位角方向にのみ回転駆
動するだけで放送衛星を追尾できるようになっている。
その結果、移動体の屋根からの装置の突出量を50mm
程度に抑えることができて、移動体の美観を大きく損な
う心配がなくなるとともに、空力特性の劣化も最小限に
抑えられ、また、方位角のみの簡単な追尾機構で済むた
め製造コストが安く、装置の重量も2kg程度と軽くな
って小型車への搭載が容易になる等、種々のメリットが
ある。
In order to reduce the size, weight and cost of this type of antenna device, Japanese Patent Laid-Open Publication No.
As in the prior application by the present inventor described in Japanese Patent No. 2824, the antenna device in which the elevation angle of the main beam of the antenna is made to substantially match the direction of the broadcast satellite in advance and only the azimuth is tracked is known. Proposed. That is, in the related art, the tilt angle of the main beam of the flat antenna with respect to the antenna surface is set to the elevation angle of the broadcast satellite in order to receive a radio wave from the broadcast satellite in a state where the flat antenna is installed substantially horizontally on the moving body. The broadcast satellite can be tracked only by rotating and driving the planar antenna only in the azimuth direction.
As a result, the protruding amount of the device from the roof of the moving body is reduced
To the extent that it does not significantly impair the aesthetics of the moving object, minimizes the degradation of aerodynamic characteristics, and requires only a simple azimuth angle tracking mechanism, thus reducing manufacturing costs. There are various merits such as the weight of the device is reduced to about 2 kg, which facilitates mounting on a small car.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小型軽
量化や低コスト化に有利な上述した従来のアンテナ装置
も、移動体が坂道を走行しているときに、平面アンテナ
のメインビームが衛星方向からずれて受信感度が劣化し
やすいという不具合があった。また、放送衛星の仰角は
日本国内でも受信地域によって約20度異なるが、平面
アンテナのメインビームの仰角方向のビーム幅は約10
度なので、かかる従来のアンテナ装置を搭載した移動体
が日本国内のどこにあっても衛星放送を受信できるとい
うわけではなく、例えば東日本と西日本とでは、アンテ
ナ面に対するメインビームの傾き角が異なる別のアンテ
ナ装置を使用しなければならず、汎用性に欠けるという
不具合があった。
However, in the above-mentioned conventional antenna device which is advantageous for reduction in size and weight and cost, the main beam of the planar antenna is moved from the satellite direction when the moving body is traveling on a slope. There is a problem that the receiving sensitivity is easily degraded due to deviation. The elevation angle of the broadcast satellite differs by about 20 degrees in Japan depending on the receiving area, but the beam width of the main beam of the planar antenna in the elevation direction is about 10 degrees.
Therefore, it is not possible to receive satellite broadcasts anywhere in Japan where a mobile body equipped with such a conventional antenna device is installed.For example, in East Japan and West Japan, the tilt angle of the main beam with respect to the antenna surface is different. An antenna device must be used, and there is a problem that versatility is lacking.

【0006】本発明はこのような従来技術の不備に鑑み
てなされたもので、その目的は、小型軽量化や低コスト
化に有利であり、且つ坂道走行時にも良好な受信感度が
得られ、しかも広範囲な地域で使用できて汎用性に富
む、移動体搭載用マイクロ波アンテナ装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned deficiencies of the prior art, and has as its object to be advantageous in reducing the size and weight and cost and to obtain good reception sensitivity even when traveling on a slope. Further, it is an object of the present invention to provide a mobile-mounted microwave antenna device which can be used in a wide area and has high versatility.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の上述した目的
は、それぞれのメインビームの方位角を一致させた状態
で移動体上に略水平に設置される一対の平面アンテナ
と、これら一対の平面アンテナを互いに同期させて方位
角方向に回転させる回転駆動手段とを備え、一方の前記
平面アンテナのメインビームをそのアンテナ面に対して
第1の傾き角(例えば放送衛星の仰角よりも若干大きな
角度)に設定するとともに、他方の前記平面アンテナの
メインビームをそのアンテナ面に対して前記第1の傾き
角とは異なる第2の傾き角(例えば放送衛星の仰角より
も若干小さな角度)に設定することによって達成され
る。そして、前記一対の平面アンテナのうちいずれか一
方を選択して受信回路に接続するアンテナ切換えスイッ
チと、該受信回路に接続されている一方の平面アンテナ
の受信信号の強度が所定値よりも小さいとき、前記アン
テナ切換えスイッチに他方の平面アンテナを選択して前
記受信回路に接続させるための自動切換え信号を出力す
る制御手段とを備え、前記アンテナ切換えスイッチにて
接続される平面アンテナが前記自動切換え信号に応じて
選択される構成にしておけば好ましい。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pair of planar antennas which are installed substantially horizontally on a movable body with the azimuths of respective main beams matched, and a pair of planar antennas. Rotation driving means for rotating the antennas in an azimuth direction in synchronization with each other, wherein the main beam of one of the planar antennas is inclined with respect to the antenna surface by a first inclination angle (for example, an angle slightly larger than the elevation angle of a broadcasting satellite). ) And the main beam of the other planar antenna is set to a second tilt angle (for example, an angle slightly smaller than the elevation angle of the broadcast satellite) with respect to the antenna surface different from the first tilt angle. Achieved by: And an antenna changeover switch for selecting one of the pair of planar antennas and connecting to the receiving circuit, and when the strength of the received signal of the one planar antenna connected to the receiving circuit is smaller than a predetermined value. Control means for selecting the other planar antenna for the antenna changeover switch and outputting an automatic changeover signal for connecting to the receiving circuit, wherein the planar antenna connected by the antenna changeover switch is connected to the automatic changeover signal. It is preferable to adopt a configuration selected in accordance with the following.

【0008】[0008]

【作用】上述したように、アンテナ面に対するメインビ
ームの傾き角が異なる一対の平面アンテナを互いに同期
させて方位角方向に回転させる構成にしておけば、衛星
方向に対するメインビームの仰角方向のずれが少ない方
の平面アンテナを適宜接続することができるので、例え
ば移動体が南北に大きく移動したり坂道にさしかかって
放送衛星の相対位置が仰角方向に変化したとしても、接
続する平面アンテナを切換えることで常に良好な受信感
度が得られるようになる。しかも、これら一対の平面ア
ンテナは、方位角方向に同期回転させるので、駆動モー
タや回転制御機構を別々に設ける必要がなく、よって追
尾機構の複雑化が回避できて小型軽量化や低コスト化に
有利となる。
As described above, if a pair of planar antennas having different inclination angles of the main beam with respect to the antenna plane are rotated in the azimuth direction in synchronization with each other, the deviation of the elevation angle of the main beam with respect to the satellite direction is reduced. Since the smaller planar antenna can be connected as appropriate, even if the relative position of the broadcast satellite changes in the elevation direction, for example, when the moving object moves significantly north and south or approaches a slope, by switching the connected planar antenna Good receiving sensitivity can always be obtained. Furthermore, since the pair of planar antennas are rotated synchronously in the azimuth direction, there is no need to separately provide a drive motor and a rotation control mechanism. Therefore, it is possible to avoid the complexity of the tracking mechanism and to reduce the size, weight, and cost. This is advantageous.

【0009】また、上述したように、アンテナ切換えス
イッチにて接続される平面アンテナが自動切換え信号に
応じて選択される構成にしておけば、受信感度を確認し
たうえでの手動によるアンテナ切換え操作が不要となる
ので、操作性が向上する。
Further, as described above, if a configuration is adopted in which the planar antenna connected by the antenna changeover switch is selected according to the automatic changeover signal, a manual antenna changeover operation after confirming the reception sensitivity can be performed. Since it becomes unnecessary, the operability is improved.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明の一実施例に係る移動体搭載
用アンテナ装置の概略平面図、図2は同実施例の回路構
成を示すブロック図である。これらの図において、符号
1はアンテナ部2とLNB3とからなるアンテナ機構を
総括的に示し、このアンテナ機構1は、受信機4や受信
強度検出装置5や制御装置6やモータドライバ7やモー
ド選択スイッチ8等の外部機器と接続されて受信システ
ムを構成している。そして、前記アンテナ部2は、一対
の平面アンテナ20,21と、これらの平面アンテナ2
0,21を方位角方向に回転駆動するためのモータ(ス
テッピングモータ)22と、このモータ22の駆動軸に
取着したプーリ23と、複数の回転ガイド25と、プー
リ23に巻き掛けられた2本のベルト26,27等によ
り構成されており、モータ22を制御する信号がモータ
ドライバ7から入力端子24に供給されるようになって
いる。また、前記LNB3は、低雑音増幅器30,31
と、電子スイッチ(アンテナ切換えスイッチ)32と、
ミキサ33と、局部発振器34と、中間周波増幅器35
と、チョークコイル36と、コンデンサ37と、中間周
波信号(BS−IF信号)出力端子38等により構成さ
れている。
FIG. 1 is a schematic plan view of a moving object mounting antenna apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the embodiment. In these figures, reference numeral 1 generally indicates an antenna mechanism including an antenna unit 2 and an LNB 3, and the antenna mechanism 1 includes a receiver 4, a reception intensity detection device 5, a control device 6, a motor driver 7, a mode selection device, and the like. The receiving system is configured by being connected to an external device such as the switch 8. The antenna unit 2 includes a pair of planar antennas 20 and 21 and these planar antennas 2 and 21.
A motor (stepping motor) 22 for rotationally driving the motors 0 and 21 in the azimuth direction, a pulley 23 attached to a drive shaft of the motor 22, a plurality of rotation guides 25, The motor driver 7 supplies a signal for controlling the motor 22 to the input terminal 24. Further, the LNB 3 includes low-noise amplifiers 30 and 31.
An electronic switch (antenna changeover switch) 32;
Mixer 33, local oscillator 34, intermediate frequency amplifier 35
, A choke coil 36, a capacitor 37, an intermediate frequency signal (BS-IF signal) output terminal 38, and the like.

【0012】ここで、アンテナ部2について詳述する
と、平面アンテナ20,21はいずれも、本発明者が先
に提案した特開平5−152824号公報記載のアンテ
ナとほぼ同等の構成である。つまり、円形の平面アンテ
ナ20は、外周部の複数個所が回動自在な回転ガイド2
5に支持されているとともに、この外周部にベルト26
が巻き掛けられており、該ベルト26をプーリ23を介
してモータ22で駆動することにより、平面アンテナ2
0は方位角方向(周方向)に正逆回転できるようになっ
ている。同様に、円形の平面アンテナ21も、回転ガイ
ド25に支持されている外周部にベルト27が巻き掛け
られており、該ベルト27やプーリ23を介して、モー
タ22が平面アンテナ21を方位角方向に正逆回転でき
るようになっている。その結果、これら一対の平面アン
テナ20,21は、モータ22により、方位角方向に互
いに同期して回転することになる。また、これら一対の
平面アンテナ20,21は、図1中に矢印で示している
ように、それぞれのメインビームの方位角を一致させた
状態で、移動体上に略水平に設置される。
Here, the antenna section 2 will be described in detail. Each of the planar antennas 20 and 21 has substantially the same configuration as the antenna disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-152824 previously proposed by the present inventors. In other words, the circular planar antenna 20 has a plurality of rotation guides 2 that are rotatable around the outer periphery.
5 and a belt 26
The belt 26 is driven by the motor 22 through the pulley 23 to thereby obtain the planar antenna 2.
0 allows forward and reverse rotation in the azimuth direction (circumferential direction). Similarly, also in the circular planar antenna 21, a belt 27 is wound around an outer peripheral portion supported by a rotation guide 25, and the motor 22 moves the planar antenna 21 in the azimuth direction via the belt 27 and the pulley 23. It can rotate forward and backward. As a result, the pair of planar antennas 20 and 21 are rotated by the motor 22 in the azimuthal direction in synchronization with each other. Further, as shown by arrows in FIG. 1, the pair of planar antennas 20 and 21 are installed substantially horizontally on the moving body with the azimuth angles of the respective main beams being matched.

【0013】ただし、平面アンテナ20と平面アンテナ
21とでは、図3に示すように、アンテナ面に対するメ
インビームの傾き角が異なっている。すなわち、本実施
例の場合、平面アンテナ20のメインビームのアンテナ
面に対する傾き角θ1を42度に設定し、平面アンテナ
21のメインビームのアンテナ面に対する傾き角θ2を
34度に設定しており、θ1>θ2なる関係が成立して
いる。ちなみに、東京における放送衛星の仰角は38度
なので、このアンテナ装置を搭載した移動体が東京また
はその周辺地域にあるとすれば、一方の平面アンテナ2
0のメインビームの傾き角θ1は放送衛星の仰角よりも
若干大きく、他方の平面アンテナ21のメインビームの
傾き角θ2は放送衛星の仰角よりも若干小さくなる。
However, the plane antenna 20 and the plane antenna 21 have different inclination angles of the main beam with respect to the antenna surface as shown in FIG. That is, in the case of the present embodiment, the inclination angle θ1 of the main beam of the planar antenna 20 with respect to the antenna surface is set to 42 degrees, and the inclination angle θ2 of the main beam of the planar antenna 21 with respect to the antenna surface is set to 34 degrees. The relationship of θ1> θ2 holds. By the way, since the elevation angle of the broadcasting satellite in Tokyo is 38 degrees, if the mobile body equipped with this antenna device is located in Tokyo or the surrounding area, one planar antenna 2
The inclination angle θ1 of the main beam of 0 is slightly larger than the elevation angle of the broadcast satellite, and the inclination angle θ2 of the main beam of the other planar antenna 21 is slightly smaller than the elevation angle of the broadcast satellite.

【0014】このように、本実施例では、アンテナ面に
対するメインビームの傾き角が異なる2つの平面アンテ
ナ20,21を、それぞれのメインビームの方位角を一
致させた状態で移動体上に略水平に設置して、1つのモ
ータ22で両アンテナ20,21を方位角方向に同期回
転させるように構成しているので、これら一対の平面ア
ンテナ20,21は、それぞれのメインビームを仰角方
向に所定角度(8度)ずらした状態を保ち、且つそれぞ
れのメインビームの方位角を常に合致させた状態で、同
じ向きに回転駆動されることになる。
As described above, in the present embodiment, the two planar antennas 20 and 21 having different main beam inclination angles with respect to the antenna surface are placed substantially horizontally on the moving body in a state where the azimuth angles of the respective main beams are matched. And the two antennas 20 and 21 are synchronously rotated in the azimuth direction by a single motor 22, so that the pair of planar antennas 20 and 21 move their main beams in a predetermined elevation direction. With the angle (8 degrees) shifted and the azimuth angle of each main beam constantly matched, the rotary drive is performed in the same direction.

【0015】さて、平面アンテナ20または平面アンテ
ナ21で受信された12GHz帯の衛星放送の電波は、
LNB3により約1GHz帯のBS−IF信号に周波数
変換され、受信機4に入力される。受信機4は、映像や
音声の復調を行うとともに、受信強度検出装置5に検波
出力を供給する。受信強度検出装置5は、検波出力から
受信強度に比例した直流電圧である受信強度信号Vaを
作り出す。この受信強度信号Vaは制御装置6に供給さ
れ、この制御装置6において、受信強度信号Vaの強度
をしきい値Vt以上に保つための制御方法が選択され、
この制御方法を実行すべく、ステッピングモータ22の
回転・停止を制御する信号が制御装置6からモータドラ
イバ7に供給される。これにより、例えば移動体が旋回
しているときにも、衛星放送の電波を受信している平面
アンテナを適宜回動させて、そのメインビームが常に衛
星方向を向くように制御するという方位角方向の追尾が
行える。また、後述するように、受信機4に接続されて
衛星放送の電波を受信している一方の平面アンテナの受
信強度が所定値よりも小さいときには、他方の平面アン
テナを受信機4に接続させるための信号が制御装置6か
らモード選択スイッチ8に出力されて、放送衛星の仰角
方向の相対位置変化に対応できるようになっている。
Now, the satellite broadcast radio wave of the 12 GHz band received by the planar antenna 20 or the planar antenna 21 is:
The frequency is converted to a BS-IF signal of about 1 GHz band by the LNB 3 and input to the receiver 4. The receiver 4 performs demodulation of video and audio, and supplies a detection output to the reception intensity detection device 5. The reception intensity detector 5 generates a reception intensity signal Va that is a DC voltage proportional to the reception intensity from the detection output. The reception intensity signal Va is supplied to the control device 6, and the control device 6 selects a control method for keeping the intensity of the reception intensity signal Va equal to or higher than the threshold value Vt.
In order to execute this control method, a signal for controlling rotation / stop of the stepping motor 22 is supplied from the control device 6 to the motor driver 7. Thereby, for example, even when the mobile body is turning, the plane antenna receiving the radio wave of the satellite broadcast is appropriately rotated to control the main beam so as to always face the satellite. Can be tracked. As will be described later, when the reception intensity of one planar antenna connected to the receiver 4 and receiving the radio wave of the satellite broadcast is smaller than a predetermined value, the other planar antenna is connected to the receiver 4. Is output from the control device 6 to the mode selection switch 8 so as to cope with a change in the relative position of the broadcast satellite in the elevation angle direction.

【0016】次に、平面アンテナ20,21およびLN
B3の動作について、さらに詳細に説明すると、平面ア
ンテナ20の出力は低雑音増幅器30に供給され、平面
アンテナ21の出力は低雑音増幅器31に供給される
が、これらの出力は電子スイッチ32によりいずれかが
選択されて、選択された12GHz帯の出力がミキサ3
3により局部発振器34からの信号と混合され、約1G
Hz帯のBS−IF信号に変換される。そして、このB
S−IF信号は、中間周波増幅器35を経て、端子38
から受信機4に供給される。こうしてLNB3から受信
機4へBS−IF信号が供給される一方で、受信機4か
らはLNB3を動作させるための直流が電子スイッチ3
2に供給される。この直流は、電圧がE1またはE2で
あって、チョークコイル36を介して電子スイッチ32
に供給され、この電子スイッチ32は、電圧がE1のと
きに図2のA側に切換えられ、電圧がE2のときに図2
のB側に切換えられるようになっている。つまり、電子
スイッチ32に供給される直流の電圧を切換えることに
より、受信機4に接続される平面アンテナがいずれか一
方(平面アンテナ20または21)に選択されるように
なっている。このとき、電圧がE1またはE2に変化し
ても、電子スイッチ32が切換えられるだけで、LNB
3の他の構成要素の動作は変化しない。
Next, the planar antennas 20, 21 and LN
The operation of B3 will be described in more detail. The output of the planar antenna 20 is supplied to the low-noise amplifier 30 and the output of the planar antenna 21 is supplied to the low-noise amplifier 31. Is selected, and the output of the selected 12 GHz band is
3 mixed with the signal from the local oscillator 34, and
It is converted to a BS-IF signal in the Hz band. And this B
The S-IF signal passes through an intermediate frequency amplifier 35,
Is supplied to the receiver 4. In this way, the BS-IF signal is supplied from the LNB 3 to the receiver 4, while the DC for operating the LNB 3 is supplied from the receiver 4 to the electronic switch 3.
2 is supplied. This direct current, whose voltage is E1 or E2, is transmitted through the choke coil 36 to the electronic switch 32.
The electronic switch 32 is switched to the A side in FIG. 2 when the voltage is E1, and when the voltage is E2,
B side. That is, by switching the DC voltage supplied to the electronic switch 32, the planar antenna connected to the receiver 4 is selected as one (the planar antenna 20 or 21). At this time, even if the voltage changes to E1 or E2, only the electronic switch 32 is switched, and the LNB
The operation of the other three components does not change.

【0017】ところで、受信機4から電子スイッチ32
に供給される直流の電圧は、この受信機4に接続されて
いるモード選択スイッチ8を操作することによって随時
切換えることができる。すなわち、このモード選択スイ
ッチ8は、図2に示すように「ANT1」と「ANT
2」と「自動」という3つの接点を持っており、該スイ
ッチ8を「ANT1」に設定した場合、LNB3の端子
38に電圧E1が印加されて、電子スイッチ32は平面
アンテナ20を選択する(第1の限定モード)。同様
に、該スイッチ8を「ANT2」に設定した場合には、
LNB3の端子38に電圧E2が印加されて、電子スイ
ッチ32は平面アンテナ21を選択する(第2の限定モ
ード)。そして、該スイッチ8を「自動」に設定した場
合には、衛星放送の電波の受信状態に応じて電圧E1ま
たはE2が出力され、電子スイッチ32は平面アンテナ
20,21のうちいずれか一方を自動的に選択する(自
動切換えモード)。
By the way, from the receiver 4 to the electronic switch 32
Can be switched at any time by operating a mode selection switch 8 connected to the receiver 4. That is, as shown in FIG. 2, the mode selection switch 8 switches “ANT1” and “ANT1”.
When the switch 8 is set to "ANT1", the voltage E1 is applied to the terminal 38 of the LNB3, and the electronic switch 32 selects the planar antenna 20 (see FIG. 3). First limited mode). Similarly, when the switch 8 is set to “ANT2”,
The voltage E2 is applied to the terminal 38 of the LNB3, and the electronic switch 32 selects the planar antenna 21 (second limited mode). When the switch 8 is set to "auto", the voltage E1 or E2 is output according to the reception state of the radio wave of the satellite broadcast, and the electronic switch 32 automatically switches one of the planar antennas 20 and 21. (Automatic switching mode).

【0018】ここで、モード切換えスイッチ8を「自
動」に設定した場合のアンテナ自動切換え動作の一例
を、図4のフローチャートを参照しつつ説明する。な
お、制御装置6には、受信強度信号Vaの大きさを比較
判定するために、図5に示すように2つのしきい値V
t,Vsが予め設定されており、このうち、しきい値V
tは、受信強度がこれ以上あれば良好に受信できるとい
う電圧であり、しきい値Vsは、辛うじて受信できると
いう限界値である。
Here, an example of the automatic antenna switching operation when the mode changeover switch 8 is set to "automatic" will be described with reference to the flowchart of FIG. In order to compare and determine the magnitude of the reception intensity signal Va, the control device 6 has two threshold values V as shown in FIG.
t and Vs are set in advance, and among them, the threshold V
t is a voltage at which the signal can be received satisfactorily if the reception intensity is higher than this, and the threshold value Vs is a limit value at which the signal can be received barely.

【0019】図4において、初期条件として、電子スイ
ッチ32が平面アンテナ20(ANT1)を選択してい
るものとすると、まず、ステップS1の受信強度検出工
程において、この平面アンテナ20で得られる受信強度
信号Vaの大きさVa1を検出する。この受信強度Va
1は制御装置6に供給され、ステップS2の強度比較工
程において、前記しきい値VtやVsと比較される。そ
の結果、Va1≧Vtであれば、良好に受信されている
と判断できるので、モータ22を駆動せずにステップS
1の受信強度検出工程へ戻るが、Vs≦Va1<Vtの
場合には、受信状態がやや悪いので、モータ22を駆動
して平面アンテナ20を方位角方向に回転させるという
ステップS3の衛星追尾工程を行ってから、ステップS
1の受信強度検出工程へ戻る。
In FIG. 4, assuming that the electronic switch 32 selects the planar antenna 20 (ANT1) as an initial condition, first, in the reception intensity detection step of step S1, the reception intensity obtained by the planar antenna 20 is determined. The magnitude Va1 of the signal Va is detected. This reception intensity Va
1 is supplied to the control device 6 and compared with the threshold values Vt and Vs in the intensity comparison step of step S2. As a result, if Va1 ≧ Vt, it can be determined that the reception has been performed well, so that the motor 22 is not driven and step S
The process returns to the reception intensity detection process of step S1. If Vs ≦ Va1 <Vt, the reception state is slightly poor, so the motor 22 is driven to rotate the planar antenna 20 in the azimuth direction. And then step S
The process returns to step 1 for detecting the reception intensity.

【0020】また、ステップS2においてVa1<Vs
の場合には、受信状態が極めて悪いので、それまで選択
していた平面アンテナ20に代えて、電子スイッチ32
に平面アンテナ21を選択させるというステップS4の
アンテナ切換え工程に進む。次いで、ステップS5の受
信強度検出工程において、この平面アンテナ21で得ら
れる受信強度信号Vaの大きさVa2を検出し、さらに
ステップS6の強度比較工程において、この受信強度V
a2をアンテナ切換え動作を行う直前の受信強度Va1
と比較する。その結果、Va2>Va1であれば、平面
アンテナ21(ANT2)を選択した状態のまま、ステ
ップS1の受信強度検出工程に戻るが、Va2≦Va1
の場合は、アンテナ切換え動作を行って受信状態を悪化
させてしまったことになるので、ステップS7のアンテ
ナ切換え工程に進んで再び平面アンテナ20(ANT
1)を選択した後、ステップS1の受信強度検出工程に
戻る。
In step S2, Va1 <Vs
In the case of, the reception state is extremely poor, so that the electronic switch 32 is used instead of the planar antenna 20 selected so far.
Proceeds to the antenna switching step of step S4 in which the user selects the planar antenna 21. Next, in the reception intensity detection step of step S5, the magnitude Va2 of the reception intensity signal Va obtained by the planar antenna 21 is detected, and in the intensity comparison step of step S6, the reception intensity V
a2 is the reception intensity Va1 immediately before performing the antenna switching operation.
Compare with As a result, if Va2> Va1, the process returns to the reception intensity detection step of step S1 with the planar antenna 21 (ANT2) selected, but Va2 ≦ Va1.
In the case of (1), it means that the reception state has been deteriorated by performing the antenna switching operation. Therefore, the process proceeds to the antenna switching step of step S7, and the planar antenna 20 (ANT) is returned again.
After selecting 1), the process returns to the reception intensity detection step of step S1.

【0021】なお、ステップS4やS7におけるアンテ
ナ切換え動作は、制御装置6が自動切換え信号をモード
選択スイッチ8に供給し、この自動切換え信号に応じて
該スイッチ8がLNB3の端子38に電圧E1またはE
2を印加することによって実行されるが、該スイッチ8
が「ANT1」または「ANT2」に設定されていると
きには、自動切換え信号は無視される。
Note that, in the antenna switching operation in steps S4 and S7, the control device 6 supplies an automatic switching signal to the mode selection switch 8, and in response to the automatic switching signal, the switch 8 applies the voltage E1 or the voltage E1 to the terminal 38 of the LNB 3. E
2 by applying the switch 8
Is set to "ANT1" or "ANT2", the automatic switching signal is ignored.

【0022】したがって、移動体がほとんど平坦な限ら
れた地域のみを走行する場合には、モード選択スイッチ
8を「ANT1」(第1の限定モード)または「ANT
2」(第2の限定モード)に設定して、受信感度が良好
ないずれか一方の平面アンテナ20または21のみを限
定して使用することにより、アンテナ切換え動作に伴う
ノイズを回避することができる。
Therefore, when the mobile unit travels only in a limited area where the mobile object is almost flat, the mode selection switch 8 is set to "ANT1" (first limited mode) or "ANT1".
2 "(second limited mode), and using only one of the planar antennas 20 or 21 having good reception sensitivity, noise caused by the antenna switching operation can be avoided. .

【0023】また、モード選択スイッチ8を「自動」に
設定しておけば、移動体が南北に大きく移動したり坂道
にさしかかって放送衛星の相対位置が仰角方向に変化し
た場合にも、衛星方向に対するメインビームの仰角方向
のずれが少ない方の平面アンテナが自動的に選択される
ので、手動によるアンテナ切換え操作を行わなくとも常
に良好な受信感度が得られる。
Also, if the mode selection switch 8 is set to "automatic", the satellite direction can be changed even when the moving object moves largely north and south or approaches a sloping road and the relative position of the broadcasting satellite changes in the elevation direction. , The plane antenna with the smaller deviation of the main beam in the elevation angle direction is automatically selected, so that good reception sensitivity can always be obtained without performing a manual antenna switching operation.

【0024】しかも、上述したアンテナ装置は、一対の
平面アンテナ20,21を方位角方向に同期回転させる
構成なので、駆動モータや回転制御機構を平面アンテナ
20,21ごとに設ける必要がなく、そのため追尾機構
の複雑化が回避できて小型軽量化や低コスト化に有利で
あり、小型車への搭載にも支障をきたさない。なお、こ
のアンテナ装置の各平面アンテナ20,21は、本発明
者が先に提案した特開平5−152824号公報記載の
ものとほぼ同等の構成なので、高周波電力損失が少ない
等の利点がそのまま継承されることは言うまでもない。
In addition, since the above-described antenna device is configured to rotate the pair of planar antennas 20 and 21 synchronously in the azimuth direction, it is not necessary to provide a drive motor and a rotation control mechanism for each planar antenna 20 and 21. The mechanism can be prevented from becoming complicated, which is advantageous for reduction in size and weight and cost, and does not hinder mounting on a small car. The flat antennas 20 and 21 of this antenna device have almost the same configuration as that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-152824 previously proposed by the present inventor. Needless to say.

【0025】ちなみに、本実施例では、メインビームの
アンテナ面に対する傾き角を、平面アンテナ20が42
度で平面アンテナ21が34度に設定してあり、メイン
ビームの仰角方向のビーム幅が約10度であるから、こ
のアンテナ装置は、放送衛星の仰角が29度〜47度の
受信地域(日本国内であれば北海道中部から鹿児島県ま
での広い範囲)において、衛星放送受信が可能である。
また、放送衛星の仰角が38度の東京で使用する場合、
傾斜角が9度以下の通常の坂道を移動体が走行している
ときにも衛星放送を受信できるので、このアンテナ装置
により受信感度を常に良好な状態に保つことができる。
In this embodiment, the inclination angle of the main beam with respect to the antenna surface is set to 42 for the planar antenna 20.
Since the plane antenna 21 is set to 34 degrees in degrees and the beam width in the elevation direction of the main beam is about 10 degrees, this antenna device is used in a reception area where the elevation angle of the broadcast satellite is 29 degrees to 47 degrees (Japan In Japan, satellite broadcasting can be received in a wide range from central Hokkaido to Kagoshima prefecture).
Also, when using in Tokyo where the elevation angle of the broadcast satellite is 38 degrees,
Since the satellite broadcast can be received even when the mobile body is traveling on a normal slope having an inclination angle of 9 degrees or less, the reception sensitivity can always be kept good by this antenna device.

【0026】そして、第1または第2の限定モードを選
択する場合には、放送衛星の仰角が大きい地域では平面
アンテナ20により良好に受信でき、仰角が小さい地域
では平面アンテナ21により良好に受信できることか
ら、日本国内での衛星放送受信にあてはめると、西日本
では第1の限定モードを選択すればよく、東日本では第
2の限定モードを選択すればよい。
When the first or second limited mode is selected, the reception can be performed satisfactorily by the planar antenna 20 in a region where the elevation angle of the broadcast satellite is large, and the reception can be satisfactorily performed by the plane antenna 21 in a region where the elevation angle is small. Therefore, when applying to satellite broadcast reception in Japan, the first limited mode may be selected in western Japan, and the second limited mode may be selected in eastern Japan.

【0027】なお、本実施例では、アンテナ切換え動作
を受信強度がしきい値Vsよりも小さいときに行う構成
としているが、受信強度がVs以上であってもしきい値
Vt未満のときにはアンテナ切換え動作を行うように構
成してもよい。その場合、映像の垂直同期期間に平面ア
ンテナを切換えるようにしておけば、受信映像を乱れさ
せることなく、受信強度がより大きい平面アンテナを選
択できる。
In this embodiment, the antenna switching operation is performed when the reception intensity is lower than the threshold value Vs. However, when the reception intensity is higher than Vs but lower than the threshold value Vt, the antenna switching operation is performed. May be configured to be performed. In this case, if the planar antennas are switched during the vertical synchronization period of the video, a planar antenna having a higher reception strength can be selected without disturbing the received video.

【0028】また、本実施例では、平面アンテナ20,
21のそれぞれのメインビームをアンテナ面に対して異
なる傾き角に設定しているが、これとほぼ同等の構成で
2偏波対応アンテナ装置に発展させることもできる。例
えば、平面アンテナ20を右旋円偏波用とし、平面アン
テナ21を左旋円偏波用とした場合、スイッチ8により
両円偏波を切換えて使用できる。
In the present embodiment, the planar antennas 20,
Although each of the main beams 21 is set to have a different inclination angle with respect to the antenna surface, it is possible to develop a two-polarization compatible antenna device with a configuration substantially the same as this. For example, when the planar antenna 20 is for right-handed circular polarization and the planar antenna 21 is for left-handed circular polarization, the switch 8 can be used by switching between both circularly polarized waves.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による移動
体搭載用マイクロ波アンテナ装置は、静止衛星に対する
メインビームの仰角方向のずれが少ない平面アンテナを
適宜選択できるので、放送衛星の相対位置が仰角方向に
変化したとしても、選択する平面アンテナを自動もしく
は手動で切換えることにより良好な受信感度が維持で
き、そのため坂道走行時の受信状況が改善されるととも
に、広範囲な地域で使用できて汎用性が高まるという優
れた効果を奏する。また、このアンテナ装置に配設した
一対の平面アンテナは、互いに同期させて方位角方向に
回転させるので、駆動モータや回転制御機構を別々に設
ける必要がなく、そのため追尾機構の複雑化が回避でき
て、小型軽量化や低コスト化に有利であるという優れた
効果を奏する。
As described above, the microwave antenna device for mounting on a moving object according to the present invention can appropriately select a planar antenna that has a small deviation of the main beam from the geostationary satellite in the elevation angle direction. Even if the angle changes in the elevation direction, good or low sensitivity can be maintained by automatically or manually switching the selected planar antenna, so that the reception condition when traveling on a slope is improved and it can be used in a wide range of areas and versatility Has an excellent effect of being increased. In addition, since the pair of planar antennas arranged in this antenna device are rotated in the azimuth direction in synchronization with each other, there is no need to separately provide a drive motor and a rotation control mechanism, and thus it is possible to avoid complication of the tracking mechanism. Therefore, the present invention has an excellent effect that it is advantageous for reduction in size and weight and cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る移動体搭載用アンテナ
装置の概略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view of a moving object mounting antenna device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の回路構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the embodiment.

【図3】同実施例における一対の平面アンテナのメイン
ビームのアンテナ面に対する傾き角を示す説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a tilt angle of a main beam of a pair of planar antennas with respect to an antenna surface in the embodiment.

【図4】同実施例におけるアンテナ自動切換え動作を説
明するためのフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart for explaining an automatic antenna switching operation in the embodiment.

【図5】同実施例で制御装置に設定されているしきい値
と受信強度の経時変化とを示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a threshold value set in the control device and a change over time of the reception intensity in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アンテナ機構 2 アンテナ部 3 LNB 4 受信機 5 受信強度検出装置 6 制御装置 8 モード選択スイッチ 20,21 平面アンテナ 22 モータ(ステッピングモータ) 26,27 ベルト 32 電子スイッチ(アンテナ切換えスイッチ) 38 中間周波信号出力端子 θ1,θ2 (アンテナ面に対するメインビームの)傾
き角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Antenna mechanism 2 Antenna part 3 LNB 4 Receiver 5 Reception intensity detection device 6 Control device 8 Mode selection switch 20, 21 Planar antenna 22 Motor (stepping motor) 26, 27 Belt 32 Electronic switch (antenna changeover switch) 38 Intermediate frequency signal Output terminal θ1, θ2 Tilt angle of main beam with respect to antenna surface

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 それぞれのメインビームの方位角を一致
させた状態で移動体上に略水平に設置される一対の平面
アンテナと、これら一対の平面アンテナを互いに同期さ
せて方位角方向に回転させる回転駆動手段とを備え、一
方の前記平面アンテナのメインビームをそのアンテナ面
に対して第1の傾き角に設定するとともに、他方の前記
平面アンテナのメインビームをそのアンテナ面に対して
前記第1の傾き角とは異なる第2の傾き角に設定したこ
とを特徴とする移動体搭載用マイクロ波アンテナ装置。
1. A pair of planar antennas installed substantially horizontally on a moving body with the azimuths of respective main beams matched, and the pair of planar antennas are rotated in the azimuth direction in synchronization with each other. Rotation driving means for setting the main beam of one of the planar antennas at a first inclination angle with respect to the antenna surface thereof, and setting the main beam of the other planar antenna at the first inclination angle with respect to the antenna surface. A microwave antenna device for mounting on a moving body, wherein a second tilt angle different from the tilt angle is set.
【請求項2】 請求項1の記載において、衛星放送受信
用のアンテナ装置であって、放送衛星の仰角よりも前記
第1の傾き角を大きく設定するとともに、該放送衛星の
仰角よりも前記第2の傾き角を小さく設定したことを特
徴とする移動体搭載用マイクロ波アンテナ装置。
2. The antenna device according to claim 1, wherein the first inclination angle is set to be larger than the elevation angle of the broadcast satellite, and the first inclination angle is set to be larger than the elevation angle of the broadcast satellite. 2. A microwave antenna device for mounting on a moving body, wherein the inclination angle of 2 is set small.
【請求項3】 請求項1または2の記載において、前記
一対の平面アンテナのうちいずれか一方を選択して受信
回路に接続するアンテナ切換えスイッチと、該受信回路
に接続されている一方の前記平面アンテナの受信信号の
強度が所定値よりも小さいとき、前記アンテナ切換えス
イッチに他方の前記平面アンテナを選択して前記受信回
路に接続させるための自動切換え信号を出力する制御手
段とを備えたことを特徴とする移動体搭載用マイクロ波
アンテナ装置。
3. The antenna changeover switch according to claim 1, wherein one of the pair of planar antennas is selected and connected to a receiving circuit, and one of the planar antennas connected to the receiving circuit. When the strength of the reception signal of the antenna is smaller than a predetermined value, the antenna changeover switch includes a control unit that selects the other planar antenna and outputs an automatic changeover signal for connecting to the reception circuit. A microwave antenna device for mounting on a moving object.
【請求項4】 請求項3の記載において、前記アンテナ
切換えスイッチにて接続される前記平面アンテナが前記
自動切換え信号に応じて選択される自動切換えモード
と、該自動切換え信号の有無に拘らず一方に指定される
第1の限定モードと、該自動切換え信号の有無に拘らず
他方に指定される第2の限定モードとからなる、3つの
モードの切換えを行うためのモード選択スイッチを備え
たことを特徴とする移動体搭載用マイクロ波アンテナ装
置。
4. The automatic switching mode according to claim 3, wherein the planar antenna connected by the antenna switching switch is selected in accordance with the automatic switching signal, and whether the planar antenna is present or not, regardless of the presence or absence of the automatic switching signal. And a mode selection switch for switching between the three modes, the first mode being specified in the first mode and the second mode being specified in the other mode regardless of the presence or absence of the automatic switching signal. A microwave antenna device for mounting on a moving object.
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