JP3176805B2

JP3176805B2 - 移動体用衛星通信アンテナ装置

Info

Publication number: JP3176805B2
Application number: JP21413494A
Authority: JP
Inventors: 亮鴫原
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1994-09-07
Filing date: 1994-09-07
Publication date: 2001-06-18
Anticipated expiration: 2016-06-18
Also published as: JPH0878936A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、移動体における衛星
通信、衛星放送受信等に用いて好適な移動体用衛星通信
アンテナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】衛星通信や衛星放送受信において、通信
や放送受信を確実に行うためには、それらに用いるアン
テナのメインビーム（主ローブ）の方向（方位角及び仰
角）を目的とする静止衛星の方向に指向させる必要があ
る。また、衛星通信や衛星放送受信に用いられるアンテ
ナにおいて必要な利得は、対象となる静止衛星個々の性
能によって決定されるが、一般に、利得を大きくするた
めにはアンテナの開口面積を大きくする必要があり、ま
た、アンテナの開口面積を大きくすると、メインビーム
のビーム幅は狭くなる傾向にある。したがって、高い利
得を有しビーム幅の狭いアンテナを備えるアンテナ装置
を移動体に搭載して衛星通信や衛星放送受信を行う場合
には、目的とする静止衛星からの電波を捉える捕捉や、
走行状況に応じてアンテナを目的とする静止衛星の方向
へ向ける追尾を正確に行う必要がある。

【０００３】上述した衛星の捕捉及び追尾を行う方法に
は種々の方法があるが、その代表的な方法として、フェ
ーズドアレーアンテナを用いた電子追尾方式とアレーア
ンテナを用いた機械追尾方式とがある。ただし、現状に
おいてフェーズドアレーアンテナを用いた電子追尾方式
によるアンテナ装置は非常に高価であるため、アレーア
ンテナを用いた機械追尾方式によるアンテナ装置が多く
用いられている。このアレーアンテナを用いた機械追尾
方式によるアンテナ装置のなかには、メインビームの仰
角方向を固定として仰角の追尾は行わず、方位角のみの
追尾を行うアンテナ装置がある。

【０００４】この方位角のみの追尾を行うアンテナ装置
の一つとして、先に本願出願人が出願した特開平５−１
５２８２４号「アンテナ装置」がある。この公報記載の
アンテナ装置は、予め目的とする静止衛星の仰角に合わ
せてビームチルトさせた平面型円形アレーアンテナを水
平に設置し、それを水平面内において回転させることに
よって、メインビームの方位角を回転させ、衛星の追尾
を行うものである。このアンテナ装置は、高周波電力損
失が少ないこと、軽量・小型・薄型に構成できるため自
動車に搭載した場合には自動車の空力特性を大きく損な
うことがないこと等の優れた効果を有するものである。
ただし、このようにメインビームの仰角方向を予め傾け
て、固定しているアンテナ装置においては、所望の利得
以上となる仰角方向のビーム幅内に静止衛星が見える場
合においてのみ、前述の優れた特性・効果を発揮するこ
とができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
メインビームの仰角方向が固定されているアンテナ装置
を、日本全国を移動する自動車等の移動体に搭載した場
合、その移動体が移動する地域によっては所望の利得以
上となる仰角方向のビーム幅内に静止衛星が見えなくな
ることがある。したがって、このような従来の移動体用
アンテナ装置においては、それを搭載する移動体が移動
した地域によっては、衛星通信や衛星放送受信ができな
くなる場合があるという問題があった。

【０００６】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、自動車等の移動体の広い移動範囲にわたって
確実に衛星通信や衛星放送受信を行うことができ、か
つ、小型・薄型・軽量で移動体に搭載するのに適した移
動体用衛星通信アンテナ装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の素子アンテナを同心円状に配設してなり、指向方
向が前記同心円の中心軸方向に対して傾けて設定された
アレーアンテナと、前記アレーアンテナに対して信号を
授受する給電プローブとを備え、前記同心円の中心軸と
前記給電プローブとの相対位置が可変で、かつ固定でき
ると共に、前記アレーアンテナを前記給電プローブを中
心として水平面内で回転させるように構成したことを特
徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、絶縁板面に
複数の素子アンテナを同心円状に配設してなり、指向方
向が前記同心円の中心軸方向に対して傾けて設定された
アレーアンテナと、そのアレーアンテナを支持する回転
体と、その回転体を水平面内で回転させる駆動装置と、
前記回転体の仮想回転軸上に設置され、前記アレーアン
テナに対して信号を授受する給電プローブと、前記同心
円の中心軸と前記回転体の仮想回転軸との相対位置を変
えて前記絶縁板を前記回転体に固定できる固定装置とを
備えたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、前記固定装
置は、前記回転体又は前記絶縁板のいずれかに固定され
た複数個の固定具を備え、各固定具には互いに同方向に
延びる長穴が設けられていることを特徴とする請求項２
記載の移動体用衛星通信アンテナ装置である。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、前記回転体
は輪状体であり、前記アレーアンテナが形成された前記
絶縁板は前記輪状体の内径より小さい外径の円板であっ
て前記輪状体の内径内に配置されていることを特徴とす
る請求項２又は請求項３記載の移動体用衛星通信アンテ
ナ装置である。

【００１１】また、請求項５記載の発明は、前記駆動装
置は、回転動力源と、その回転動力源から前記輪状体へ
回転力を伝えるベルトとを備えたことを特徴とする請求
項４記載の移動体用衛星通信アンテナ装置である。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、指向方向の中心軸方向に対
する傾きを一定に保った状態で、指向方向の方位角のみ
を変化させることができる。また、同心円の中心軸と、
アレーアンテナを支持する回転体の仮想回転軸との相対
位置を変えて固定することができるので、指向方向の中
心軸方向に対する傾きを適宜微調整することができる。
また、駆動装置によって、指向方向を仮想回転軸を軸と
する円錐状に回転させることができる。また、アレーア
ンテナを固定具に設けられている長穴によって決まる方
向にすべらせるように移動させて、同心円の中心軸とア
レーアンテナを支持する回転体の仮想回転軸との相対位
置を変えることができる。また、回転体を輪状体とし
て、輪状体の内径内にアレーアンテナを配置することに
よって、回転時の動作空間を輪状体の形状内に納めるこ
とができる。また、ベルトによって、輪状体へ滑らかに
回転力が伝えられる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。図１は、この発明の一実施例による
移動体用衛星通信アンテナ装置の構成を示す構成図であ
り、図１(ａ)は上面図、図１(ｂ)は図１(ａ)におけるＡ
−Ａ断面の断面図である。なお、図１(c)については、
後述する。図１(ａ)及び図１(ｂ)において、１は移動体
用衛星通信アンテナ装置、２は円形のアレーアンテナで
ある平面アンテナ基板、３は平面アンテナ基板２の外周
に沿った輪状の形状をなす内リングである。この平面ア
ンテナ基板２上には、複数の素子アンテナ２ａ、２ａ、
…が一つ以上の同心円状に配列されて固定されている。
また、平面アンテナ基板２の中央部には、矢印Ｇが表示
されている。なお、このような平面アンテナ基板２のメ
インビーム（主ローブ）は、複数の素子アンテナ２ａ、
２ａ、…の配列方法、向き等によって決定される。この
場合、複数の素子アンテナ２ａ、２ａ、…は、平面アン
テナ基板２のメインビームがビームチルトするように配
列されており、メインビームの指向方向の水平成分は、
矢印Ｇが示す向き（ｘ軸正方向）に設定されている。

【００１４】また、平面アンテナ基板２は、８本の基板
固定ネジ１２、１２、…によって、内リング３に固定さ
れている。ただし、それら８本の基板固定ネジ１２、１
２、…のうち平面アンテナ基板２上面の矢印Ｇと同じ方
向の直径軸上及びそれと直交する直径軸上に位置する４
本の基板固定ネジ１２は、矢印Ｇと同じ方向の長穴を有
する各２個のスライドガイド１０、１０及びスライドガ
イド９、９を平面アンテナ基板２とともに内リング３に
固定している。

【００１５】これらのスライドガイド９、９及びスライ
ドガイド１０、１０は、それぞれの長穴を通る各１本の
固定ネジ１１によって、内リング３より大きい輪状の形
状をなす外リング４に固定されている。この場合、スラ
イドガイド９、９及びスライドガイド１０、１０のそれ
ぞれ長穴は、同一方向で、かつ、外リング４と内リング
３の内外径差以上の長さの長径を有している。したがっ
て、固定ネジ１１を緩めることによって平面アンテナ基
板２及び内リング３を長穴の長径方向と同一の方向に、
内リング３と外リング４とが接触するまでスライドさせ
ることができる。すなわち、一旦、固定ネジ１１を緩
め、平面アンテナ基板２及び内リング３を所定の位置に
スライドさせ、再び固定ネジ１１を締め付けることによ
って、平面アンテナ基板２及び内リング３を、外リング
４内のｘ軸上の任意の位置に固定すること可能である。

【００１６】なお、図１(ａ)及び(ｂ)は、平面アンテナ
基板２及び内リング３が外リング４の中央に位置してい
る場合を示している。したがって、この場合、平面アン
テナ基板２の中心点Ｏと外リング４の中心点Ｐとはｘ−
ｙ座標が一致している。一方、図２(ａ)は、平面アンテ
ナ基板２及び内リング３を＋ｘ軸方向へ最大限移動させ
た場合を示しており、この場合、平面アンテナ基板２の
中心点Ｏは、外リング４の中心点Ｐに対して＋ｘ方向に
ずれている。他方、図３(ａ)は、平面アンテナ基板２及
び内リング３を−ｘ軸方向へ最大限移動させた場合を示
しており、この場合には、平面アンテナ基板２の中心点
Ｏは外リング４の中心点Ｐに対して−ｘ方向にずれてい
る。

【００１７】一方、図１(ａ)及び(ｂ)において、外リン
グ４は、４個の回転ガイド８、８、…によって、回転中
心と上下方向との位置決めがなされ、Ｚ軸を回転軸、中
心点Ｐを回転中心として回転可能な状態で金属平板５に
取り付けられている。６は、モータ１５の回転軸に取り
付けられているプーリであり、プーリ６及び外リング４
には、ベルト７が掛けられている。この場合、モータ１
５は金属平板５に固定されている。したがって、モータ
１５が回転すると、ベルト７を介して外リング４に駆動
力が伝わり、外リング４、内リング３及び平面アンテナ
基板２が回転する。なお、モータ１５が回転する場合、
図１(ａ)に示すように平面アンテナ基板２の中心点Ｏと
外リング４の中心点Ｐとが一致するように平面アンテナ
基板２及び内リング３が固定されているときには、平面
アンテナ基板２及び内リング３は、中心点Ｏ及びＰを回
転中心として回転する。他方、図２または図３に示すよ
うに平面アンテナ基板２及び内リング３の中心点Ｏと外
リング４の中心点Ｐとが一致していないときには、平面
アンテナ基板２及び内リング３は、外リング４に対して
偏心した状態で回転する。

【００１８】次に、図４(ａ)及び(ｂ)を参照して、平面
アンテナ基板２の詳細を説明する。図４(ａ)はある一個
の素子アンテナ２ａの上面図、図４(ｂ)は図４(ａ)に示
すＢ−Ｂ断面の断面図である。図４(ａ)において、２ａ
は図１〜図３に示される素子アンテナと同一のものであ
るが、素子アンテナ２ａは、正確にはこの図に示すよう
に同一直線上の外周上２箇所に凹部２ｅ、２ｅを持つ形
状をなしており、右施円偏波を放射または受信する。２
ｆは素子アンテナ２ａの中心からずれた位置に設けられ
ている給電点、２ｄは平面アンテナ基板２を貫通するよ
うに構成されている給電ピンである。この場合、給電ピ
ン２ｄは、素子アンテナ２ａにおける給電点２ｆに半田
付け等の方法によって電気的に接続されている。

【００１９】ここで、平面アンテナ基板２上に素子アン
テナ２ａを配列する際、配列する位置に応じて、各素子
アンテナ２ａの向きを給電点２ｆを中心に回転させるこ
とができるので、それによって、ビームの傾きを所定の
値に設定することができる。２ｃは絶縁体である誘電体
基板であり、２ｂは誘電体基板２ｃの裏面全面に貼り付
けられている裏面銅箔である。ただし、裏面銅箔２ｂ
は、この図に示すように、給電ピン２ｄの貫通部近傍に
は設けられていない。なお、先述したように素子アンテ
ナ２ａは、平面アンテナ基板２上に中心点Ｏを中心とす
る一つ以上の同心円（図１〜図３に示す例では４つの同
心円）上に複数配列されているが、各素子アンテナ２ａ
の給電ピン２ｄの長さは、図１(ｂ)に示すように、中心
点Ｏから離れるほど長くなっている。

【００２０】次に、図１(ｂ)を参照して、移動体用衛星
通信アンテナ装置１の給電系について説明する。この図
において、１６はラジアル導波管であり、平面アンテナ
基板２の裏面銅箔２ｂと金属平板５と内リング３とによ
って囲まれている空間である。１４は、高周波電力をプ
ローブ１３を介してラジアル導波管１６へ放射又はラジ
アル導波管１６から受信する送受信機、変換器等からな
る高周波回路ブロックであり、金属平板５に固定されて
いる。この場合、プローブ１３は、その先端部がラジア
ル導波管１６内の外リング４の中心点Ｐに設けられてい
る。

【００２１】なお、裏面銅箔２ｂと金属平板５との間隔
は、使用する電波の波長をλとしたとき、λ／２以下と
なるように構成れている。例えば、周波数がＫｕ帯(14/
12,11GHz)の場合は、１０mm程度の間隔である。また、
内リング３の下面３ａは金属平板５と接続されていない
が、下面３ａと金属平板５との間隔はλ／２０程度以下
に設定されているため、ラジアル導波管１６内を伝搬し
てきた高周波電力がその間隔から外部に漏れることはな
い。なお、モータ１５及び高周波ブロック１４は、目的
とする衛星の捕捉及び追尾を行う制御回路（図示省略）
に、それぞれの電源線、信号線等を接続している。

【００２２】次に、上記ように構成された移動体用衛星
通信アンテナ装置１の基本となるアンテナ部の動作を、
図１(ａ)及び(ｂ)を参照して説明する。いま、高周波回
路ブロック１４から高周波電力が送信されたとすると、
この高周波電力は、プローブ１３を介してラジアル導波
管１６内に放射される。この放射された電力は、プロー
ブ１３を中心としてラジアル導波管１６の外側すなわち
内リング３の内周へ向かってＴＥＭ波として伝搬する。
一方、ラジアル導波管１６内には、各素子アンテナ２
ａ、２ａ、…から延びた複数の給電ピン２ｄ、２ｄ、…
が設けられているため、ラジアル導波管１６を伝搬する
高周波電力の一部は、いずれかの給電ピン２ｄと結合
し、その素子アンテナ２ａから平面アンテナ基板２上面
の外部空間へ放射される。

【００２３】このようにして、プローブ１３からラジア
ル導波管１６内に放射された高周波電力のほとんどは、
その複数の同心円状に配列された複数の給電ピン２ｄ、
２ｄ、…のいずれかと結合し、結合した各給電ピン２ｄ
のそれぞれの素子アンテナ２ａから外部空間へ放射され
るが、高周波電力の一部は、最外周の給電ピン２ｄ、２
ｄ、…にも結合せず、ラジアル導波管１６内に残留す
る。この残留電力は、内リング３へ向かってさらに伝搬
して行き、内リング３の内周面で反射されて、ラジアル
導波管１６内を中心方向へ向かってこれまでとは逆向き
に伝搬してくる。この反射電力は、最外周の給電ピン２
ｄ、２ｄ、…に再び到達したところで、それらの給電ピ
ン２ｄ、２ｄ、…によって吸収され、その給電ピン２
ｄ、２ｄ、…の素子アンテナ２ａ、２ａ、…から外部空
間へ向かって放射される。

【００２４】なお、平面アンテナ基板２のようなアレー
アンテナにおいて最大の利得を得る条件の一つは、すべ
ての素子アンテナ２ａ、２ａ、…を等振幅で励振するこ
とである。本実施例においては、先述したように給電ピ
ン２ｄ、２ｄ…の長さをラジアル導波管１６の外側にな
る程長くすることによって、素子アンテナ２ａ、２ａ、
…における等振幅励振を行っている。

【００２５】次に、図５(ａ)、図１(ｃ)、図２(ｃ)、図
３(ｃ)等を参照して、移動体用衛星通信アンテナ装置１
の指向性について説明する。図５(ａ)は、上述した移動
体用衛星通信アンテナ装置１において、平面アンテナ基
板２の矢印Ｇ（指向方向の水平成分）を＋ｘ方向に一致
させた場合のｘ−ｚ面内のメインビームの指向性を示す
状態図である。この図において、２０は、図１(ａ)に示
すように平面アンテナ基板２及び内リング３が、その中
心点Ｏと外リング４の中心点Ｐとを一致するように固定
されているときのメインビームの指向方向を示してい
る。

【００２６】なお、本実施例においては、メインビーム
２０の指向仰角（この場合、ｘ軸からｚ軸に半時計まわ
りに向かう角）は、目的とする静止衛星の東京における
仰角と一致するよう設定されているものとする。すなわ
ち、この場合、移動体用衛星通信アンテナ装置１を移動
体の屋根等の上に略水平状態に設置し、その移動体が東
京に位置するとき、メインビーム２０の方位角を目的と
する静止衛星の方向に追尾させることによって、メイン
ビーム２０のビーム幅内にその静止衛星を捉えることが
可能である。

【００２７】次に、平面アンテナ基板２および内リング
３を図２(ａ)に示すように固定した場合のメインビーム
の指向について、図２(ｃ)を参照して説明する。図２
(ｃ)は、横軸を図２(ａ)及び(ｂ)と共通のｘ軸（位置）
として、縦軸に図２(ｂ)に示すｘ軸上の素子アンテナ２
ａ、２ａ、…の励振位相を表したものである。ただし、
縦軸に示す励振位相は、図１(ａ)に示す対応する素子ア
ンテナ２ａ、２ａ、…の励振位相を０（基準）として
（図１(ｃ)参照）、それら対応する素子アンテナ２ａ、
２ａ、…からの励振位相の変化分のみを表している。図
２(ｂ)に示すように、プローブ１３の位置、つまり、中
心点Ｐの位置を境に、右半面では、素子アンテナ２ａ、
２ａ、…は、図１(ｂ)に示す場合に比較してプローブ１
３から離れ、他方、左半面ではプローブ１３に近づくた
め、励振位相の変化分は、図２(ｃ)に示すように右半面
では遅れとなり、左半面では進みとなる。

【００２８】平面アンテナ基板２のようなアレーアンテ
ナにおいては、励振位相が相対的に遅れた方向にメイン
ビームが傾く特性がある。したがって、図２(ａ)に示す
ように平面アンテナ基板２及び内リング３を固定した場
合、そのメインビームは、メインビーム２０よりも更に
ビームチルト角度が大きくなり、図５(ａ)の２１のよう
により低い仰角に設定される。

【００２９】次に、平面アンテナ基板２および内リング
３を図３(ａ)に示すように固定した場合のメインビーム
について、図３(ｃ)を参照して説明する。図３(ｃ)は、
図２(ｃ)と同様、ｘ軸上にある素子アンテナ２ａ、２
ａ、…の図１(ｃ)を基準とする励振位相の変化分を表し
たものである。この場合には、図３(ｃ)に示すように、
点Ｐを境に右半面では励振位相が進み、左半面では励振
位相が遅れる。したがって、図３(ａ)のように平面アン
テナ基板２及び内リング３を固定した場合、メインビー
ムは図５(ａ)に示す２２のようになり、メインビーム２
０よりビームチルト角が小さくなり、より高い仰角に設
定することができる。

【００３０】次に、上記のように構成された移動体用衛
星通信アンテナ装置１の動作を、図１〜図５を参照して
説明する。なお、移動体用衛星通信アンテナ装置１は、
略水平状態になるようにして移動体に設置されているも
のとする。

【００３１】ここで、移動体が東京に位置しているとす
ると、移動体が停止している状態において、操作者は、
スライドガイド９、９並びに１０、１０部分の各固定ネ
ジ１１を緩めて、図１(ａ)に示すように平面アンテナ基
板２及び内リング３の中心点Ｏと外リング４の中心点Ｐ
とが一致するように平面アンテナ基板２及び内リング３
をスライドさせ、次に、再び固定ネジ１１を締め付け
る。このとき、メインビームの仰角方向は、図５(ａ)に
示すメインビーム２０で表す特性となる。

【００３２】ここで、操作者が、図示されていない制御
回路の電源を起動すると、制御回路は、目的とする静止
衛星からの電波を高周波ブロック１４によって受信しな
がら、モータ１５を駆動し、平面アンテナ基板２を回転
させて、静止衛星の捕捉動作を行う。このとき、メイン
ビーム２０は、平面アンテナ基板２の回転にともない方
位角方向において回転するので、回転したメインビーム
２０の指向方向は、図５(ｂ)に示す２０ａのように円錐
状の特性となる。平面アンテナ基板２が徐々に回転し
て、いま、メインビーム２０の方位角が静止衛星の方向
に一致したとすると、このとき、メインビーム２０の方
位角及び仰角は共に静止衛星方向に指向されるので、高
周波ブロック１４によって目的とする静止衛星からの基
準信号等の電波が受信される。ここで、制御回路は、モ
ータ１５の駆動を停止させ、捕捉が終了する。この状態
において、高周波ブロック１４から所定の高周波電力を
送信し、静止衛星を介した通信等を行う。

【００３３】次に、この状態で移動体を移動させたとす
ると、制御回路は、受信信号の強度を監視しながら、モ
ータ１５を駆動して、メインビーム２０の方位角を回転
させ、目的とする静止衛星の追尾動作を行う。したがっ
て、移動体の移動状態に応じて追尾動作がなされて、移
動中においても安定した衛星通信を行うことができる。

【００３４】次に、上記移動体が東京よりも緯度の高い
地域へ移動した場合を仮定する。上述した場合と同様
に、操作者は、まず、スライドガイド９、９並びに１
０、１０部分の各固定ネジ１１を緩める。次に、操作者
は、矢印Ｇの向きを確認しながら、図２(ａ)に示すよう
に平面アンテナ基板２及び内リング３の中心点Ｏが外リ
ング４の中心点Ｐに対して矢印Ｇの向きにずれるよう
に、平面アンテナ基板２及び内リング３を、スライドガ
イド９、９並びに１０、１０に設けられた長穴一杯にス
ライドさせる。次に、固定ネジ１１を締め付けて、スラ
イドガイド９、９並びに１０、１０を外リング４に固定
する。このとき、移動体用衛星通信アンテナ装置１のメ
インビームの指向仰角は、図５(ａ)に示すメインビーム
２１のようになる。

【００３５】また、平面アンテナ基板２及び内リング３
が回転したときのメインビーム２１は、図５(ｂ)に示す
２１ａのように円錐状に回転する。移動体が東京より高
緯度の地域に移動する場合、静止衛星の仰角は低くなる
が、このように平面アンテナ基板２及び内リング３を固
定することにより、メインビーム２１の仰角は、メイン
ビーム２０の仰角よりも低く設定されるので、高緯度地
方に移動した場合においても、メインビーム２１の仰角
方向のビーム幅内に静止衛星を捉えることが可能にな
る。なお、メインビーム２１の仰角を上述したように設
定した場合にも、目的とする静止衛星の捕捉及び追尾
は、上述したメインビーム２０の設定の場合と同様にし
て行われる。

【００３６】次に、上記移動体が東京よりも緯度の低い
地域へ移動した場合を仮定する。この場合、操作者は、
図３(ａ)に示すように平面アンテナ基板２及び内リング
３の中心点Ｏが外リング４の中心点Ｐに対して矢印Ｇと
逆の向きにずれるように設定する。このとき、メインビ
ームの指向は、図５(ａ)のメインビーム２２のようにな
り、また、平面アンテナ基板２及び内リング３を回転し
たときのメインビーム２２は、図５(ｂ)に示す２２ａの
ように円錐状に回転する。このようにメインビーム２２
の仰角を設定した場合、目的とする静止衛星の、仰角
は、メインビーム２２の仰角方向のビーム幅内に捉えら
れ、静止衛星の捕捉及び追尾は、上述したメインビーム
２０及び２１の設定の場合と同様にして行われる。

【００３７】上記実施例によれば、メインビームの方位
角方向の指向は、モータの回転によって平面アンテナ基
板２を回転させることによって容易に達成できる。さら
に、メインビームの仰角方向の指向は、４本の固定ネジ
１１、１１…を緩め、平面アンテナ基板２をスライドガ
イド９、９、１０、１０に沿って水平にスライドさせ、
再び４本の固定ネジ１１、１１…を締めるだけの簡単な
作業によって適宜微調整することができる。このように
単純かつ平易な機構および操作によって、メインビーム
を方位角方向および仰角方向を任意の方向に指向させる
ことができる。したがって、薄型な平面型のアンテナ装
置の特長を損なうことなく、移動体の広い移動範囲に対
応する移動体用のアンテナ装置を提供することができ
る。

【００３８】また、上記実施例によれば、高周波ブロッ
ク１４と、回転する平面アンテナ基板２との間の信号の
受け渡しにおいて、接点等の接触を利用する接続機構を
用いず、プローブ１３を用いて非接触にて信号の授受を
行っているので、接点等を用いる場合に比較して、電力
損失を小さくすることができる。

【００３９】また、上記実施例の説明においては、図２
及び図３を参照して、内リング３を外リング４に接触す
るまでスライドさせた場合を示したが、これらは、それ
ぞれ中間の位置にすることもできる。この場合、図５
(ａ)に示すメインビーム２１及びメインビーム２２は、
メインビーム２０方向に近づいた特性となる。

【００４０】また、上記移動体用衛星通信アンテナ装置
１を用いて３〜５インチ程度の液晶テレビにおける衛星
放送を受信することを想定した場合、周波数がＫｕ帯の
とき、平面アンテナ基板２及び内リング３の直径が約φ
３００mm〜φ５００mm、高さが約１０mmの形状にて十分
な利得を得ることができる。

【００４１】なお、上記実施例の説明においては、平面
アンテナ基板２および内リング３を手作業でスライドす
る場合についてのみ記載したが、この作業を電動で行う
機構を備えてもよい。また、上記実施例の説明において
は、目的とする衛星の捕捉及び追尾を、その衛星からの
信号に基づいて行う場合を示したが、例えば、移動体に
方位センサを取り付けて、その方位センサからの出力に
基づいて捕捉及び追尾を行わせることも可能である。ま
た、上記実施例の説明においては、外リング４をベルト
７を介して回転駆動する例を示したが、駆動手段として
は、特にベルトに限ることなく、特開平５−１５２８２
４号公報に記載されているものと同様に歯車を介して回
転駆動を行ったとしても上記実施例と同様な効果が得ら
れる。また、外リング自体をモータを構成するロータと
し、外リングの外部にモータを構成するステータを設置
するようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、素子アンテナが配設された同心円の中心軸
と給電プローブとの相対位置が可変で、かつ固定できる
ため、アレーアンテナの指向方向の中心軸方向に対する
傾きを適宜微調整することができる。したがって、移動
体の移動地域によって目的とする静止衛星の仰角が大き
く変化した場合にも、指向方向の傾きを調整してその静
止衛星を指向方向に捉えることができるという効果が得
られる。また、アレーアンテナを給電プローブを中心と
して水平面内で回転させるので、方位角方向の追尾を行
うことができるいう効果が得られる。

【００４３】また、請求項２記載の発明によれば、同心
円の中心軸と、アレーアンテナを支持する回転体の仮想
回転軸との相対位置を変化させて固定することができる
ので、アレーアンテナの指向方向の中心軸方向に対する
傾きを適宜微調整することができる。したがって、移動
体の移動地域によって目的とする静止衛星の仰角が大き
く変化した場合にも、指向方向の傾きを調整してその静
止衛星を指向方向に捉えることができるという効果が得
られる。また、駆動装置によって、アレーアンテナの指
向方向を仮想回転軸を軸とする円錐状に回転させるの
で、駆動装置を制御することによって、方位角方向の追
尾を自動的に行うことができるいう効果が得られる。

【００４４】また、請求項３記載の発明によれば、複数
個の固定具に互いに同方向に延びる長穴が設けられてい
るので、アレーアンテナを長穴によって決まる方向にす
べらせるようにして移動させて、同心円の中心軸と、ア
レーアンテナを支持する回転体の仮想回転軸との相対位
置を変えることができる。したがって、アレーアンテナ
の指向方向の中心軸方向に対する傾きの微調整を簡単な
機構で、かつ、容易に行うことができる。

【００４５】また、請求項４記載の発明によれば、回転
体を輪状体として、輪状体の内径内にアレーアンテナを
配置することによって、回転時の動作部分を輪状体の形
状内に納めることができるので、移動体用衛星通信アン
テナ装置の設置に必要な空間を小さくすることができ
る。

【００４６】また、請求項５記載の発明によれば、輪状
体へベルトによって回転力を伝えるので、回転が滑らか
になり、方位角の追尾を連続して精度良く行うことがで
きる。また、ギア等を用いる場合に比較して質量、騒音
等を小さくすることが容易なので、自動車等の移動体の
屋根などに搭載するのに適するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による移動体用衛星通信ア
ンテナ装置の構成を示す構成図であり、(ａ)は上面図、
(ｂ)はＡ−Ａ断面図、(ｃ)はｘ軸上の各素子アンテナ２
ａの励振位相を相対的に表す位相図である。

【図２】図１に示す移動体用衛星通信アンテナ装置にお
いて、平面アンテナ基板の固定位置をｘ方向にずらした
ときの構成を示す構成図であり、(ａ)は上面図、(ｂ)は
Ａ−Ａ断面図、(ｃ)はｘ軸上の各素子アンテナ２ａの励
振位相を相対的に表す位相図である。

【図３】図１に示す移動体用衛星通信アンテナ装置にお
いて、平面アンテナ基板の固定位置を−ｘ方向にずらし
たときの構成を示す構成図であり、(ａ)は上面図、(ｂ)
はＡ−Ａ断面図、(ｃ)はｘ軸上の各素子アンテナ２ａの
励振位相を相対的に表す位相図である。

【図４】図１に示す移動体用衛星通信アンテナ装置にお
ける素子アンテナ２ａ周辺部のの詳細を示す構成図であ
り、(ａ)は上面図、(ｂ)はＢ−Ｂ断面図である。

【図５】図１〜図３に示す状態の移動体用衛星通信アン
テナ装置におけるメインビーム指向性を示す状態図であ
り、(ａ)はｘ−ｚ平面上のメインビームを、また、(ｂ)
は、(ａ)に示すメインビームをｚ軸方向を回転軸として
回転させたものである。

【符号の説明】

１移動体用衛星通信アンテナ装置２平面アンテナ基板２ａ素子アンテナ３内リング４外リング６プーリ７ベルト９スライドガイド１０スライドガイド１１固定ネジ１３プローブ１５モータ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の素子アンテナを同心円状に配設し
てなり、指向方向が前記同心円の中心軸方向に対して傾
けて設定されたアレーアンテナと、前記アレーアンテナに対して信号を授受する給電プロー
ブとを備え、前記同心円の中心軸と前記給電プローブとの相対位置が
可変で、かつ固定できると共に、前記アレーアンテナを前記給電プローブを中心として水
平面内で回転させるように構成したことを特徴とする移
動体用衛星通信アンテナ装置。
【請求項２】絶縁板面に複数の素子アンテナを同心円
状に配設してなり、指向方向が前記同心円の中心軸方向
に対して傾けて設定されたアレーアンテナと、そのアレ
ーアンテナを支持する回転体と、その回転体を水平面内
で回転させる駆動装置と、前記回転体の仮想回転軸上に
設置され、前記アレーアンテナに対して信号を授受する
給電プローブと、前記同心円の中心軸と前記回転体の仮
想回転軸との相対位置を変えて前記絶縁板を前記回転体
に固定できる固定装置とを備えたことを特徴とする移動
体用衛星通信アンテナ装置。
【請求項３】前記固定装置は、前記回転体又は前記絶
縁板のいずれかに固定された複数個の固定具を備え、各
固定具には互いに同方向に延びる長穴が設けられている
ことを特徴とする請求項２記載の移動体用衛星通信アン
テナ装置。
【請求項４】前記回転体は輪状体であり、前記アレー
アンテナが形成された前記絶縁板は前記輪状体の内径よ
り小さい外径の円板であって前記輪状体の内径内に配置
されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載
の移動体用衛星通信アンテナ装置。
【請求項５】前記駆動装置は、回転動力源と、その回
転動力源から前記輪状体へ回転力を伝えるベルトとを備
えたことを特徴とする請求項４記載の移動体用衛星通信
アンテナ装置。