JP3325586B2 - アンテナシステム - Google Patents
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- H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
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- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
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- H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
- H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、アンテナシステムに関し、詳細には、低
軌道を移動して地球を周回する衛星を追尾するアンテナ
装置を用いて周回衛星との通信を行うアンテナシステム
に関するものである。
軌道を移動して地球を周回する衛星を追尾するアンテナ
装置を用いて周回衛星との通信を行うアンテナシステム
に関するものである。
背景技術 まず、従来のアンテナ装置の種類について説明する。
第８図は従来のアンテナ装置の一例を示す概略構成図、
第９図は第８図に示したアンテナ装置の原理を説明する
図、第10図は従来のアンテナ装置の他の例による原理を
説明する図、第11図は従来のアンテナ装置のさらに他の
例による原理を説明する図である。第８図に示したアン
テナ装置51は、Az（Azimuth）/El（Elevation）マウン
ト方式を適用しており、２軸でマウントされている。こ
のアンテナ装置51は、第９図に示したように、俯角軸51
b回りの回転と仰角軸51a回りの回転とを行う構造を有し
ている。
第８図は従来のアンテナ装置の一例を示す概略構成図、
第９図は第８図に示したアンテナ装置の原理を説明する
図、第10図は従来のアンテナ装置の他の例による原理を
説明する図、第11図は従来のアンテナ装置のさらに他の
例による原理を説明する図である。第８図に示したアン
テナ装置51は、Az（Azimuth）/El（Elevation）マウン
ト方式を適用しており、２軸でマウントされている。こ
のアンテナ装置51は、第９図に示したように、俯角軸51
b回りの回転と仰角軸51a回りの回転とを行う構造を有し
ている。
また、第10図に示されたアンテナ装置61は、X/Yマウ
ント方式を適用しており、上述したAz/Elマウント方式
と同様に２軸でマウントされている。このアンテナ装置
61は、第11図に示したように、Ｘ軸61a回りの回転とＹ
軸61b回りの回転とを行う構造を有している。
ント方式を適用しており、上述したAz/Elマウント方式
と同様に２軸でマウントされている。このアンテナ装置
61は、第11図に示したように、Ｘ軸61a回りの回転とＹ
軸61b回りの回転とを行う構造を有している。
さらに、第12図に示したアンテナ装置71は、HA/DECマ
ウント方式を適用しており、上述したAz/Elマウント方
式およびX/Yマウント方式と同様に２軸でマウントされ
ている。このアンテナ装置71は、第13図に示したよう
に、HA軸71a回りの回転とDEC軸71b回りの回転を行う構
造を有している。なお、この種のアンテナ装置51,61,お
よび71に関する技術は、例えば文献アンテナ工学ハンド
ブック（電子通信学会編）第９章５節に示されている。
ウント方式を適用しており、上述したAz/Elマウント方
式およびX/Yマウント方式と同様に２軸でマウントされ
ている。このアンテナ装置71は、第13図に示したよう
に、HA軸71a回りの回転とDEC軸71b回りの回転を行う構
造を有している。なお、この種のアンテナ装置51,61,お
よび71に関する技術は、例えば文献アンテナ工学ハンド
ブック（電子通信学会編）第９章５節に示されている。
つぎに、上述したアンテナ装置を衛星通信システムに
適用した一例について説明する。最近は、低軌道（Low
Earth Orbit）に複数の衛星を周回させ、各衛星との
通信を通じてデータを送受信する周回衛星通信システム
が注目されている。この周回衛星通信システムに、例え
ばTeledesicというシステムがある。このようなシステ
ムでは、地上に配置された各アンテナ装置が、複数の周
回衛星を地上から可視範囲にある間に次々に捕捉（追
尾）して、継続して通信路を確保する必要がある。すな
わち、各アンテナ装置は、少なくとも２機の衛星を捕捉
して、そこから送出される電波を常時受信して衛星切り
替え情報をモニタするとともに、必要時に電波の送受信
を通じて交信する。
適用した一例について説明する。最近は、低軌道（Low
Earth Orbit）に複数の衛星を周回させ、各衛星との
通信を通じてデータを送受信する周回衛星通信システム
が注目されている。この周回衛星通信システムに、例え
ばTeledesicというシステムがある。このようなシステ
ムでは、地上に配置された各アンテナ装置が、複数の周
回衛星を地上から可視範囲にある間に次々に捕捉（追
尾）して、継続して通信路を確保する必要がある。すな
わち、各アンテナ装置は、少なくとも２機の衛星を捕捉
して、そこから送出される電波を常時受信して衛星切り
替え情報をモニタするとともに、必要時に電波の送受信
を通じて交信する。
続いて、アンテナ装置と衛星との関係について説明す
る。第14図は従来のアンテナシステムと周回衛星との位
置関係を説明する図であり、第15図は従来のアンテナシ
ステムにおける電波の干渉例を説明する図である。第14
図の例では、同様の構成および機能を有する２台のアン
テナ装置51,52が隣接して配置され、低軌道LEO上には多
数の周回衛星（図中には一部である周回衛星81,82およ
び83を示す）が周回している。ここで、R1はアンテナ装
置51と周回衛星間の電波であり、衛星から電波を受信す
るとともに、必要時には衛星へ電波を送信する。R2はア
ンテナ装置52と周回衛星間の電波であり、衛星からの電
波を受信している。
る。第14図は従来のアンテナシステムと周回衛星との位
置関係を説明する図であり、第15図は従来のアンテナシ
ステムにおける電波の干渉例を説明する図である。第14
図の例では、同様の構成および機能を有する２台のアン
テナ装置51,52が隣接して配置され、低軌道LEO上には多
数の周回衛星（図中には一部である周回衛星81,82およ
び83を示す）が周回している。ここで、R1はアンテナ装
置51と周回衛星間の電波であり、衛星から電波を受信す
るとともに、必要時には衛星へ電波を送信する。R2はア
ンテナ装置52と周回衛星間の電波であり、衛星からの電
波を受信している。
低軌道LEO上を周回（図中、右方向へ移動）する２機
の周回衛星81,82はそれぞれアンテナ装置51,52により追
尾され、低軌道LEOと地上との間に通信路が設定され
る。すなわち、アンテナ装置51は周回衛星81を追尾し、
アンテナ装置52は周回衛星82を追尾している。このと
き、例えば、アンテナ装置51は周回衛星81との間で衛星
通信（データ送受による交信）を行い、一方、アンテナ
装置52は周回衛星82から衛星切り替え情報を受信してい
る。
の周回衛星81,82はそれぞれアンテナ装置51,52により追
尾され、低軌道LEOと地上との間に通信路が設定され
る。すなわち、アンテナ装置51は周回衛星81を追尾し、
アンテナ装置52は周回衛星82を追尾している。このと
き、例えば、アンテナ装置51は周回衛星81との間で衛星
通信（データ送受による交信）を行い、一方、アンテナ
装置52は周回衛星82から衛星切り替え情報を受信してい
る。
そして、周回衛星81が地上からの可視範囲からはずれ
る、すなわちアンテナ装置51による捕捉ができなくなる
と、衛星通信がアンテナ装置52と周回衛星82との間に形
成される通信路に切り替わって行われる。この切り替え
のタイミングは、切り替え前に、周回衛星82からアンテ
ナ装置52へ送られる衛星切り替え情報により決定され
る。そして、その切り替えは瞬時に行われる。このよう
なことから、機械的に衛星切り替えを行う場合には、２
台のアンテナ装置51,52が必要となる。このようにして
衛星切り替えが終わると、アンテナ装置51はつぎの周回
衛星82を１つ飛ばした周回衛星83を追尾し始める。その
後、今度はアンテナ装置52が周回衛星82を捕捉できなく
なるため、つぎの衛星切り替えのために、衛星通信に使
用される通信路をアンテナ装置52と周回衛星82間からア
ンテナ装置51と周回衛星83間に切り替わるための衛星切
り替え情報が周回衛星83からアンテナ装置51で受信し始
める。
る、すなわちアンテナ装置51による捕捉ができなくなる
と、衛星通信がアンテナ装置52と周回衛星82との間に形
成される通信路に切り替わって行われる。この切り替え
のタイミングは、切り替え前に、周回衛星82からアンテ
ナ装置52へ送られる衛星切り替え情報により決定され
る。そして、その切り替えは瞬時に行われる。このよう
なことから、機械的に衛星切り替えを行う場合には、２
台のアンテナ装置51,52が必要となる。このようにして
衛星切り替えが終わると、アンテナ装置51はつぎの周回
衛星82を１つ飛ばした周回衛星83を追尾し始める。その
後、今度はアンテナ装置52が周回衛星82を捕捉できなく
なるため、つぎの衛星切り替えのために、衛星通信に使
用される通信路をアンテナ装置52と周回衛星82間からア
ンテナ装置51と周回衛星83間に切り替わるための衛星切
り替え情報が周回衛星83からアンテナ装置51で受信し始
める。
このように、つぎの衛星切り替えでは、アンテナ装置
51を周回衛星83へできるだけ早く切り替えることが要求
され、その際に、できるだけ死角を押さえる必要があ
る。したがって、機械的な方法を用いて周回衛星を追尾
するような場合には、２台のアンテナ装置51,および52
の連動を効率よく行うことが重要である。
51を周回衛星83へできるだけ早く切り替えることが要求
され、その際に、できるだけ死角を押さえる必要があ
る。したがって、機械的な方法を用いて周回衛星を追尾
するような場合には、２台のアンテナ装置51,および52
の連動を効率よく行うことが重要である。
そのためには、アンテナ装置51と52とを、できるだけ
近接させる必要があるが、もしアンテナシステムがアン
テナ装置51,52間で一方の電波通路の中に一部でも他方
の電波通路が入り込むような構成であった場合には、ア
ンテナ装置51側の電波通路L1とアンテナ装置52側の電波
通路L2との間に電波の干渉が生じる虞があった。それゆ
え、アンテナ装置51,52の追尾方向によっては、アンテ
ナ装置52側においては相手アンテナ装置51側の電波によ
るブロッキング部分（干渉部分）Z1が生じ、アンテナ装
置51側においては相手アンテナ装置52側の電波によるブ
ロッキング部分（干渉部分）Z2が生じて、衛星追尾や衛
星切り替え確実性が低下するという問題点があった。
近接させる必要があるが、もしアンテナシステムがアン
テナ装置51,52間で一方の電波通路の中に一部でも他方
の電波通路が入り込むような構成であった場合には、ア
ンテナ装置51側の電波通路L1とアンテナ装置52側の電波
通路L2との間に電波の干渉が生じる虞があった。それゆ
え、アンテナ装置51,52の追尾方向によっては、アンテ
ナ装置52側においては相手アンテナ装置51側の電波によ
るブロッキング部分（干渉部分）Z1が生じ、アンテナ装
置51側においては相手アンテナ装置52側の電波によるブ
ロッキング部分（干渉部分）Z2が生じて、衛星追尾や衛
星切り替え確実性が低下するという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、複数台のアンテナ装置を最大限近接させて
も相互に干渉を生じることがなく、かつ、周回衛星の追
尾および衛星切り替えを確実に実施することが可能なア
ンテナシステムを得ることを目的としている。
れたもので、複数台のアンテナ装置を最大限近接させて
も相互に干渉を生じることがなく、かつ、周回衛星の追
尾および衛星切り替えを確実に実施することが可能なア
ンテナシステムを得ることを目的としている。
発明の開示 この発明は、複数の異なる回転軸回りの回転を行う複
数のアンテナ装置を配置させるため、アンテナ装置が２
台の場合、ペデスタル側回転機構の回転軸を中心に前記
２台のアンテナ装置を対称に配置させ、アンテナ装置が
３台以上の場合、前記ペデスタル側回転機構の回転軸と
各アンテナ装置との距離が均等で、かつ隣接する２台の
アンテナ装置との距離が均等、になるように前記３台以
上のアンテナ装置を配置させ、各アンテナ装置を複数の
異なる回転軸回りに回転するようにしたので、各アンテ
ナ装置はペデスタル装置の回転軸を中心に回転すると同
時に自身の回転軸を中心に回転することになり、これに
より、システムの小型化が図れることはもちろん、複数
の周回衛星を追尾する際に、アンテナ装置間での電波に
よる干渉が回避され、かつ、周回衛星の追尾および衛星
切り替えを確実に実施することが可能なアンテナシステ
ムを提供することができる。また、ペデスタル装置に配
置されるアンテナ装置をどれも同サイズのアンテナ口径
にして、アンテナ装置間の距離をその最小値で理論上は
アンテナ口径のサイズとなるように設定したので、アン
テナ装置間の距離を必要最小限まで近接させることが可
能なアンテナシステムを提供することができる。また、
アンテナ装置間の距離を最大限小さく設定することが可
能なアンテナシステムを提供することができる。また、
ペデスタル装置上でアンテナ装置を配置するのに必要な
面積が必要最小限で済むとともに、アンテナ装置の設置
台数に応じて多数の衛星追尾および衛星切り替え制御の
冗長性の実現が可能なアンテナシステムを提供すること
ができる。
数のアンテナ装置を配置させるため、アンテナ装置が２
台の場合、ペデスタル側回転機構の回転軸を中心に前記
２台のアンテナ装置を対称に配置させ、アンテナ装置が
３台以上の場合、前記ペデスタル側回転機構の回転軸と
各アンテナ装置との距離が均等で、かつ隣接する２台の
アンテナ装置との距離が均等、になるように前記３台以
上のアンテナ装置を配置させ、各アンテナ装置を複数の
異なる回転軸回りに回転するようにしたので、各アンテ
ナ装置はペデスタル装置の回転軸を中心に回転すると同
時に自身の回転軸を中心に回転することになり、これに
より、システムの小型化が図れることはもちろん、複数
の周回衛星を追尾する際に、アンテナ装置間での電波に
よる干渉が回避され、かつ、周回衛星の追尾および衛星
切り替えを確実に実施することが可能なアンテナシステ
ムを提供することができる。また、ペデスタル装置に配
置されるアンテナ装置をどれも同サイズのアンテナ口径
にして、アンテナ装置間の距離をその最小値で理論上は
アンテナ口径のサイズとなるように設定したので、アン
テナ装置間の距離を必要最小限まで近接させることが可
能なアンテナシステムを提供することができる。また、
アンテナ装置間の距離を最大限小さく設定することが可
能なアンテナシステムを提供することができる。また、
ペデスタル装置上でアンテナ装置を配置するのに必要な
面積が必要最小限で済むとともに、アンテナ装置の設置
台数に応じて多数の衛星追尾および衛星切り替え制御の
冗長性の実現が可能なアンテナシステムを提供すること
ができる。
また、ペデスタル側回転機構に俯角回りに回転する俯
角軸を設けたので、ペデスタル装置上に配置された各ア
ンテナ装置を俯角回りで回転させることが可能なアンテ
ナシステムを提供することができる。
角軸を設けたので、ペデスタル装置上に配置された各ア
ンテナ装置を俯角回りで回転させることが可能なアンテ
ナシステムを提供することができる。
また、アンテナ側回転機構に俯角回りに回転する俯角
軸と仰角回りに回転する仰角軸とからなる２つの回転軸
を設けたので、ペデスタル装置上での回転の他に、自身
で俯角、仰角それぞれの角度を調整することが可能なア
ンテナシステムを提供することができる。
軸と仰角回りに回転する仰角軸とからなる２つの回転軸
を設けたので、ペデスタル装置上での回転の他に、自身
で俯角、仰角それぞれの角度を調整することが可能なア
ンテナシステムを提供することができる。
また、アンテナ側回転機構にＸ軸回りに回転するＸ軸
とＹ軸回りに回転するＹ軸とからなる２つの回転軸を設
けたので、ペデスタル装置上での回転の他に、自身でＸ
軸方向、Ｙ軸方向それぞれの角度を調整することが可能
なアンテナシステムを提供することができる。
とＹ軸回りに回転するＹ軸とからなる２つの回転軸を設
けたので、ペデスタル装置上での回転の他に、自身でＸ
軸方向、Ｙ軸方向それぞれの角度を調整することが可能
なアンテナシステムを提供することができる。
また、アンテナ側回転機構にHA軸回りに回転するHA軸
とDEC軸回りに回転するDEC軸とからなる２つの回転軸を
設けたので、ペデスタル装置上での回転の他に、自身で
HA軸方向、DEC軸方向それぞれの角度を調整することが
可能なアンテナシステムを提供することができる。
とDEC軸回りに回転するDEC軸とからなる２つの回転軸を
設けたので、ペデスタル装置上での回転の他に、自身で
HA軸方向、DEC軸方向それぞれの角度を調整することが
可能なアンテナシステムを提供することができる。
また、アンテナ側回転機構に、ロール方向、ピッチ方
向およびヨー方向に回転する３つの回転軸を設けたの
で、ペデスタル装置上での回転の他に、自身でロール、
ピッチ、ヨーの３方向それぞれの角度が調整され、これ
により、衛星の追尾時のジンバルロックを防止すること
が可能なアンテナシステムを提供することができる。
向およびヨー方向に回転する３つの回転軸を設けたの
で、ペデスタル装置上での回転の他に、自身でロール、
ピッチ、ヨーの３方向それぞれの角度が調整され、これ
により、衛星の追尾時のジンバルロックを防止すること
が可能なアンテナシステムを提供することができる。
また、ペデスタル側回転機構の俯角軸を地上に対して
傾斜して設置するようにしたので、周回衛星の軌道傾斜
に対応させたシステムを構築することが可能なアンテナ
システムを提供することができる。
傾斜して設置するようにしたので、周回衛星の軌道傾斜
に対応させたシステムを構築することが可能なアンテナ
システムを提供することができる。
図面の簡単な説明 第１図はこの発明の実施の形態１によるアンテナシス
テムと周回衛星との位置関係を説明する図であり、第２
図は実施の形態１のアンテナシステムにおけるアンテナ
装置の配置例を概略的に示す構成図であり、第３図は、
この発明にかかるアンテナシステムの実施の形態１の原
理を説明する図であって、同図（ａ）はアンテナシステ
ムの状態の一例を示す原理図であり、同図（ｂ）はアン
テナシステムの状態の他の例を示す原理図であり、第４
図はこの発明にかかるアンテナシステムの実施の形態２
の原理を説明する図であり、第５図は実施の形態２のア
ンテナシステムにおけるアンテナ装置の配置例を概略的
に示す構成図であり、第６図はこの発明にかかるアンテ
ナシステムの実施の形態３の原理を説明する図であり、
第７図はこの発明にかかるアンテナシステムの実施の形
態４の原理を説明する図であり、第８図は従来のアンテ
ナ装置の一例を示す概略構成図であり、第９図は第８図
に示したアンテナ装置の原理を説明する図であり、第10
図は従来のアンテナ装置の他の例を示す概略構成図であ
り、第11図は従来のアンテナ装置の他の例による原理を
説明する図であり、第12図は従来のアンテナ装置のさら
に他の例を示す概略構成図であり、第13図は従来のアン
テナ装置のさらに他の例による原理を説明する図であ
り、第14図は従来のアンテナシステムと周回衛星との位
置関係を説明する図であり、第15図は従来のアンテナシ
ステムにおける電波の干渉例を説明する図である。
テムと周回衛星との位置関係を説明する図であり、第２
図は実施の形態１のアンテナシステムにおけるアンテナ
装置の配置例を概略的に示す構成図であり、第３図は、
この発明にかかるアンテナシステムの実施の形態１の原
理を説明する図であって、同図（ａ）はアンテナシステ
ムの状態の一例を示す原理図であり、同図（ｂ）はアン
テナシステムの状態の他の例を示す原理図であり、第４
図はこの発明にかかるアンテナシステムの実施の形態２
の原理を説明する図であり、第５図は実施の形態２のア
ンテナシステムにおけるアンテナ装置の配置例を概略的
に示す構成図であり、第６図はこの発明にかかるアンテ
ナシステムの実施の形態３の原理を説明する図であり、
第７図はこの発明にかかるアンテナシステムの実施の形
態４の原理を説明する図であり、第８図は従来のアンテ
ナ装置の一例を示す概略構成図であり、第９図は第８図
に示したアンテナ装置の原理を説明する図であり、第10
図は従来のアンテナ装置の他の例を示す概略構成図であ
り、第11図は従来のアンテナ装置の他の例による原理を
説明する図であり、第12図は従来のアンテナ装置のさら
に他の例を示す概略構成図であり、第13図は従来のアン
テナ装置のさらに他の例による原理を説明する図であ
り、第14図は従来のアンテナシステムと周回衛星との位
置関係を説明する図であり、第15図は従来のアンテナシ
ステムにおける電波の干渉例を説明する図である。
発明を実施するための最良の形態 この発明をより詳細に説述するために、添付の図面に
従ってこれを説明する。
従ってこれを説明する。
まず、この発明による実施の形態１について説明す
る。図１はこの発明の実施の形態１によるアンテナシス
テムと周回衛星との位置関係を説明する図であり、同図
において、１は実施の形態１のアンテナシステムを示し
ている。このアンテナシステム１は、例えば、衛星61,6
2をそれぞれ追尾するアンテナ装置11,12と、これらアン
テナ装置11および12を搭載して同時に回転させるペデス
タル装置13とにより構成される。ここで、アンテナ装置
11,12はどちらもアンテナ反射鏡部分を俯角／仰角（Az/
El）の２軸で回転駆動するための機構を有し、ペデスタ
ル装置13は俯角（Az）の１軸だけで回転駆動するための
回転機構14を有している。
る。図１はこの発明の実施の形態１によるアンテナシス
テムと周回衛星との位置関係を説明する図であり、同図
において、１は実施の形態１のアンテナシステムを示し
ている。このアンテナシステム１は、例えば、衛星61,6
2をそれぞれ追尾するアンテナ装置11,12と、これらアン
テナ装置11および12を搭載して同時に回転させるペデス
タル装置13とにより構成される。ここで、アンテナ装置
11,12はどちらもアンテナ反射鏡部分を俯角／仰角（Az/
El）の２軸で回転駆動するための機構を有し、ペデスタ
ル装置13は俯角（Az）の１軸だけで回転駆動するための
回転機構14を有している。
つぎに、アンテナ装置11および12の位置関係について
説明する。第２図は実施の形態１のアンテナシステムに
おけるアンテナ装置の配置例を概略的に示す構成図であ
る。アンテナ装置11および12間の距離は、アンテナ反射
鏡のアンテナ口径によって決まる。したがって、アンテ
ナ装置11,12の各俯角Elが０度となったとき、アンテナ
反射鏡のエッジ間の距離を最小に設定することができ
る。
説明する。第２図は実施の形態１のアンテナシステムに
おけるアンテナ装置の配置例を概略的に示す構成図であ
る。アンテナ装置11および12間の距離は、アンテナ反射
鏡のアンテナ口径によって決まる。したがって、アンテ
ナ装置11,12の各俯角Elが０度となったとき、アンテナ
反射鏡のエッジ間の距離を最小に設定することができ
る。
また、アンテナ装置11および12はＤで示される共通の
アンテナ口径を有している。そのため、アンテナ反射鏡
のエッジ間の距離は、理論上、ゼロに設定することが可
能であり、その場合、アンテナ装置11,12それぞれのア
ンテナ反射鏡の俯角（Az）軸C1,C2はペデスタル装置13
の俯角軸を中心に対称な位置に配置される。このように
配置することにより、アンテナ装置11,12の間隔は最小
に設定される。
アンテナ口径を有している。そのため、アンテナ反射鏡
のエッジ間の距離は、理論上、ゼロに設定することが可
能であり、その場合、アンテナ装置11,12それぞれのア
ンテナ反射鏡の俯角（Az）軸C1,C2はペデスタル装置13
の俯角軸を中心に対称な位置に配置される。このように
配置することにより、アンテナ装置11,12の間隔は最小
に設定される。
つぎに、アンテナシステム１の原理について説明す
る。第３図は、本実施の形態１の原理を説明する図であ
る。同図（ａ）には、ペデスタル装置13の俯角Azが０度
のときのアンテナシステム１の状態が示され、同図
（ｂ）には、その俯角Azが180度のときのアンテナシス
テム１の状態が示されている。ペデスタル装置13には、
前述したように、俯角軸Ｃを中心に回転する回転機構14
が設けられており、なお、ペデスタル装置13の俯角Azは
図中φで表される。
る。第３図は、本実施の形態１の原理を説明する図であ
る。同図（ａ）には、ペデスタル装置13の俯角Azが０度
のときのアンテナシステム１の状態が示され、同図
（ｂ）には、その俯角Azが180度のときのアンテナシス
テム１の状態が示されている。ペデスタル装置13には、
前述したように、俯角軸Ｃを中心に回転する回転機構14
が設けられており、なお、ペデスタル装置13の俯角Azは
図中φで表される。
まず、ペデスタル装置13がφ＝０の際には、図３に示
したように、ペデスタル装置13上においてアンテナ装置
11が右側、アンテナ装置12が左側に配置される。このと
き、一方のアンテナ装置11は周回衛星81を追尾し、他方
のアンテナ装置12は周回衛星82の追尾しているものとす
る。周回衛星81,82は低軌道LEOを常に周回していくの
で、地上では、その周回していく周回衛星81,82との通
信を絶たないように対応するアンテナ装置11,12が追尾
を継続するとともに、その追尾に従ってペデスタル装置
13は偏角軸Ｃを中心に回転していくことになる。ここ
で、アンテナ装置11,12はそれぞれ仰角軸11a,12aを中心
に仰角El回りの回転を行うとともに、それぞれ俯角軸11
b,12bを中心に俯角Az回りの回転を行うことで、追尾動
作が行われる。
したように、ペデスタル装置13上においてアンテナ装置
11が右側、アンテナ装置12が左側に配置される。このと
き、一方のアンテナ装置11は周回衛星81を追尾し、他方
のアンテナ装置12は周回衛星82の追尾しているものとす
る。周回衛星81,82は低軌道LEOを常に周回していくの
で、地上では、その周回していく周回衛星81,82との通
信を絶たないように対応するアンテナ装置11,12が追尾
を継続するとともに、その追尾に従ってペデスタル装置
13は偏角軸Ｃを中心に回転していくことになる。ここ
で、アンテナ装置11,12はそれぞれ仰角軸11a,12aを中心
に仰角El回りの回転を行うとともに、それぞれ俯角軸11
b,12bを中心に俯角Az回りの回転を行うことで、追尾動
作が行われる。
このようにして追尾が継続され、ペデスタル装置13が
例えばφ＝180の状態になったとき、前述した衛星切り
替えのためにアンテナ装置11が周回衛星83を捕捉する。
これに対して、アンテナ装置12はこの間に周回衛星82を
追尾している。このアンテナ装置12の追尾により、アン
テナ装置11が周回衛星81から周回衛星83に切り替え捕捉
するとき、アンテナ装置12はアンテナ装置11の電波通路
から避けられ、干渉を起こさずに済む。すなわち、アン
テナ装置11,12間でお互いの電波通路において相手の電
波をブロッキングしないシステムが構築される。これに
より、複数台のアンテナ装置を最大限近接させても相互
に干渉を生じることがなく、かつ、周回衛星の追尾およ
び衛星切り替えを確実に実施することが可能である。
例えばφ＝180の状態になったとき、前述した衛星切り
替えのためにアンテナ装置11が周回衛星83を捕捉する。
これに対して、アンテナ装置12はこの間に周回衛星82を
追尾している。このアンテナ装置12の追尾により、アン
テナ装置11が周回衛星81から周回衛星83に切り替え捕捉
するとき、アンテナ装置12はアンテナ装置11の電波通路
から避けられ、干渉を起こさずに済む。すなわち、アン
テナ装置11,12間でお互いの電波通路において相手の電
波をブロッキングしないシステムが構築される。これに
より、複数台のアンテナ装置を最大限近接させても相互
に干渉を生じることがなく、かつ、周回衛星の追尾およ
び衛星切り替えを確実に実施することが可能である。
また、２台のアンテナ装置11,12間の距離を小さく設
定することにより、つぎのような利点がある。すなわ
ち、 （１）アンテナ装置11,12に接続される共通の電子機器
（送受信機、変復調器など）までの接続距離を小さく設
定することができる。
定することにより、つぎのような利点がある。すなわ
ち、 （１）アンテナ装置11,12に接続される共通の電子機器
（送受信機、変復調器など）までの接続距離を小さく設
定することができる。
（２）１台のペデスタル装置13を設置できる場所さえ確
保できればよいので、アンテナシステムの設置に関し
て、スペース効率がアップする。
保できればよいので、アンテナシステムの設置に関し
て、スペース効率がアップする。
（３）アンテナ装置11および12にレドームをかぶせる場
合には、レドームを小さく形成することできる。
合には、レドームを小さく形成することできる。
（４）上記（１）〜（３）により設置が簡単になる。特
に家庭の屋根などに本アンテナシステムを取り付ける場
合にメリットがある。
に家庭の屋根などに本アンテナシステムを取り付ける場
合にメリットがある。
つぎに、この発明による実施の形態２について説明す
る。前述した実施の形態１では、２台のアンテナ装置11
および12を用いて周回衛星との通信を行うアンテナシス
テムについて説明したが、この発明は、以下に説明する
実施の形態２のように、衛星切り替えに関するシステム
からの要求、アンテナ構造、性能などにより、より多数
のアンテナ装置を設けるようにしてもよい。なお、この
実施の形態２のアンテナシステムは、ペデスタル装置に
搭載されるアンテナ装置の数以外を前述した実施の形態
１と同様とするため、ここでは相違する原理についての
み説明する。
る。前述した実施の形態１では、２台のアンテナ装置11
および12を用いて周回衛星との通信を行うアンテナシス
テムについて説明したが、この発明は、以下に説明する
実施の形態２のように、衛星切り替えに関するシステム
からの要求、アンテナ構造、性能などにより、より多数
のアンテナ装置を設けるようにしてもよい。なお、この
実施の形態２のアンテナシステムは、ペデスタル装置に
搭載されるアンテナ装置の数以外を前述した実施の形態
１と同様とするため、ここでは相違する原理についての
み説明する。
第４図はこの発明にかかるアンテナシステムの実施の
形態２の原理を説明する図である。この実施の形態２に
よるアンテナシステムは、第４図に示したように、ペデ
スタル装置13（第１図参照）上に３台のアンテナ装置2
1,22および23を配置している。アンテナ装置21,22,23は
それぞれ仰角軸21a,22a,23aを中心に仰角El回りの回転
を行うとともに、それぞれ俯角軸21b,22b,23bを中心に
俯角Az回りの回転を行うことで、周回衛星に対する追尾
動作が行われる。ここで、P1,P2,P3はそれぞれアンテナ
装置21,22,23の俯角軸の基点を表している。
形態２の原理を説明する図である。この実施の形態２に
よるアンテナシステムは、第４図に示したように、ペデ
スタル装置13（第１図参照）上に３台のアンテナ装置2
1,22および23を配置している。アンテナ装置21,22,23は
それぞれ仰角軸21a,22a,23aを中心に仰角El回りの回転
を行うとともに、それぞれ俯角軸21b,22b,23bを中心に
俯角Az回りの回転を行うことで、周回衛星に対する追尾
動作が行われる。ここで、P1,P2,P3はそれぞれアンテナ
装置21,22,23の俯角軸の基点を表している。
続いて、アンテナ装置21,22,23の関係について説明す
る。第５図は実施の形態２のアンテナシステムにおける
アンテナ装置の配置例を概略的に示す構成図である。こ
の実施の形態２では、ペデスタル装置13上に３台のアン
テナ装置21,22および23が搭載されているため、前述し
た実施の形態１とは異なる配置となる。すなわち、各ア
ンテナ装置21,22,23のアンテナ口径が前述した実施の形
態１と同様にＤとした場合、各基点P1,P2,P3とペデスタ
ル装置13の俯角軸Ｃ間の距離を均等にするとともに、基
点間の距離を均等にＤで配置すれば、理論上は、前述し
た実施の形態１と同様に、３台のアンテナ装置21,22,23
を配置してもアンテナ間距離をゼロにすることが可能で
ある。
る。第５図は実施の形態２のアンテナシステムにおける
アンテナ装置の配置例を概略的に示す構成図である。こ
の実施の形態２では、ペデスタル装置13上に３台のアン
テナ装置21,22および23が搭載されているため、前述し
た実施の形態１とは異なる配置となる。すなわち、各ア
ンテナ装置21,22,23のアンテナ口径が前述した実施の形
態１と同様にＤとした場合、各基点P1,P2,P3とペデスタ
ル装置13の俯角軸Ｃ間の距離を均等にするとともに、基
点間の距離を均等にＤで配置すれば、理論上は、前述し
た実施の形態１と同様に、３台のアンテナ装置21,22,23
を配置してもアンテナ間距離をゼロにすることが可能で
ある。
このように、ペデスタル装置13上に３台のアンテナ装
置21,22および23を配置しても、前述した実施の形態１
と同様の効果を得ることができる。さらに、各アンテナ
装置21,22,23において、少なくとも隣接する２つのアン
テナ装置との距離を、理論上、アンテナ口径のサイズに
設定するようにしたので、アンテナ装置間の隙間はどこ
でも均一となって、ペデスタル装置13上で３台のアンテ
ナ装置21,22,および23を配置するのに必要な面積が必要
最小限で済む。
置21,22および23を配置しても、前述した実施の形態１
と同様の効果を得ることができる。さらに、各アンテナ
装置21,22,23において、少なくとも隣接する２つのアン
テナ装置との距離を、理論上、アンテナ口径のサイズに
設定するようにしたので、アンテナ装置間の隙間はどこ
でも均一となって、ペデスタル装置13上で３台のアンテ
ナ装置21,22,および23を配置するのに必要な面積が必要
最小限で済む。
また、この実施の形態２では、アンテナ装置を３台設
置した例を挙げていたが、この発明は、これに限定され
るものではなく、４台以上であってもよい。このよう
に、アンテナ装置の設置台数に応じて多数の衛星追尾お
よび衛星切り替え制御の冗長性の実現が可能である。
置した例を挙げていたが、この発明は、これに限定され
るものではなく、４台以上であってもよい。このよう
に、アンテナ装置の設置台数に応じて多数の衛星追尾お
よび衛星切り替え制御の冗長性の実現が可能である。
つぎに、この発明による実施の形態３について説明す
る。前述した実施の形態１および２では、２つの回転軸
を有するアンテナ装置を用いて周回衛星との通信を行う
アンテナシステムについて説明したが、この発明は、以
下に説明する実施の形態３のように、３つ以上の回転軸
を有するアンテナ装置をアンテナシステムに適用しても
よい。ここでは、一例として、ロール（Ｒ）、ピッチ
（Ｐ）、ヨー（Ｙ）の３軸のアンテナ装置を例に挙げ
る。なお、この実施の形態３のアンテナシステムは、ペ
デスタル装置に搭載されるアンテナ装置の回転軸の構造
以外を前述した実施の形態１と同様とするため、ここで
は相違する原理についてのみ説明する。
る。前述した実施の形態１および２では、２つの回転軸
を有するアンテナ装置を用いて周回衛星との通信を行う
アンテナシステムについて説明したが、この発明は、以
下に説明する実施の形態３のように、３つ以上の回転軸
を有するアンテナ装置をアンテナシステムに適用しても
よい。ここでは、一例として、ロール（Ｒ）、ピッチ
（Ｐ）、ヨー（Ｙ）の３軸のアンテナ装置を例に挙げ
る。なお、この実施の形態３のアンテナシステムは、ペ
デスタル装置に搭載されるアンテナ装置の回転軸の構造
以外を前述した実施の形態１と同様とするため、ここで
は相違する原理についてのみ説明する。
第６図はこの発明にかかるアンテナシステムの実施の
形態３の原理を説明する図である。この実施の形態３に
よるアンテナシステムは、第６図に示したように、ペデ
スタル装置13（第１図参照）上に２台のアンテナ装置31
および32を配置している。アンテナ装置31,32はどちら
もロール（Ｒ）、ピッチ（Ｐ）およびヨー（Ｙ）角回り
の回転を行うことで、周回衛星に対する追尾動作が行わ
れる。
形態３の原理を説明する図である。この実施の形態３に
よるアンテナシステムは、第６図に示したように、ペデ
スタル装置13（第１図参照）上に２台のアンテナ装置31
および32を配置している。アンテナ装置31,32はどちら
もロール（Ｒ）、ピッチ（Ｐ）およびヨー（Ｙ）角回り
の回転を行うことで、周回衛星に対する追尾動作が行わ
れる。
このように、アンテナ側回転機構に、ロール方向、ピ
ッチ方向およびヨー方向に回転する３つの回転軸を設け
たので、ペデスタル装置上での回転の他に、自身でロー
ル、ピッチ、ヨーの３方向それぞれの角度が調整され
る。これにより、衛星の追尾時のジンバルロックを防止
することが可能である。なお、この実施の形態３でも、
前述した実施の形態１と同様の効果が得られることはも
ちろんだが、前述した実施の形態２によるアンテナ装置
の配置に従えば、アンテナ装置31および32と同様の構成
および機能を有したアンテナ装置を３台配置することが
可能である。
ッチ方向およびヨー方向に回転する３つの回転軸を設け
たので、ペデスタル装置上での回転の他に、自身でロー
ル、ピッチ、ヨーの３方向それぞれの角度が調整され
る。これにより、衛星の追尾時のジンバルロックを防止
することが可能である。なお、この実施の形態３でも、
前述した実施の形態１と同様の効果が得られることはも
ちろんだが、前述した実施の形態２によるアンテナ装置
の配置に従えば、アンテナ装置31および32と同様の構成
および機能を有したアンテナ装置を３台配置することが
可能である。
つぎに、この発明による実施の形態４について説明す
る。前述した実施の形態1,2および３では、地面に垂直
に設けた俯角軸で回転するペデスタル装置を例に挙げて
説明したが、この発明は、以下に説明する実施の形態４
のように、俯角軸を地面に対して傾斜させた構造であっ
てもよい。なお、この実施の形態４のアンテナシステム
は、ペデスタル装置の構造以外を前述した実施の形態１
と同様とするため、ここでは相違する原理についてのみ
説明する。
る。前述した実施の形態1,2および３では、地面に垂直
に設けた俯角軸で回転するペデスタル装置を例に挙げて
説明したが、この発明は、以下に説明する実施の形態４
のように、俯角軸を地面に対して傾斜させた構造であっ
てもよい。なお、この実施の形態４のアンテナシステム
は、ペデスタル装置の構造以外を前述した実施の形態１
と同様とするため、ここでは相違する原理についてのみ
説明する。
第７図はこの発明にかかるアンテナシステムの実施の
形態４の原理を説明する図である。この実施の形態７に
よるアンテナシステムは、図７に示したように、実施の
形態１と同様のアンテナ装置11および12を搭載して、回
転軸すなわち俯角軸を地上Ｇに対して角度θだけ傾斜し
て設置したペデスタル装置41を有した構成である。上記
アンテナ装置11および12はペデスタル装置41上において
第２図と同様の関係で配置されるので、周回衛星の追尾
および衛星切り替え動作は前述した実施の形態１と同様
となる。
形態４の原理を説明する図である。この実施の形態７に
よるアンテナシステムは、図７に示したように、実施の
形態１と同様のアンテナ装置11および12を搭載して、回
転軸すなわち俯角軸を地上Ｇに対して角度θだけ傾斜し
て設置したペデスタル装置41を有した構成である。上記
アンテナ装置11および12はペデスタル装置41上において
第２図と同様の関係で配置されるので、周回衛星の追尾
および衛星切り替え動作は前述した実施の形態１と同様
となる。
このため、ペデスタル装置41の俯角軸を地面に対して
傾斜させても、前述した実施の形態１と同様の効果を得
ることができることはもちろん、周回衛星の軌道傾斜に
対応させたシステムを構築することが可能である。な
お、この実施の形態４でも、前述した実施の形態2,3に
よるアンテナ装置の配置や回転軸の構造に従えば、各実
施の形態と同様の効果が得られる。
傾斜させても、前述した実施の形態１と同様の効果を得
ることができることはもちろん、周回衛星の軌道傾斜に
対応させたシステムを構築することが可能である。な
お、この実施の形態４でも、前述した実施の形態2,3に
よるアンテナ装置の配置や回転軸の構造に従えば、各実
施の形態と同様の効果が得られる。
さて、前述した実施の形態1,3および４では、アンテ
ナ装置の構造としてAz/Elマウント方式が適用している
が、この発明は、これに限定せず、X/Yマウント方式やH
A/DECマウント方式を採用しても２軸回転機構として同
様の追尾機能を得る。すなわち、アンテナ側回転機構に
Ｘ軸回りに回転するＸ軸とＹ軸回りに回転するＹ軸とか
らなる２つの回転軸を設けることで、ペデスタル装置上
での回転の他に、自身でＸ軸方向、Ｙ軸方向それぞれの
角度を調整することが可能になる。また、アンテナ側回
転機構にHA軸回りに回転するHA軸とDEC軸回りに回転す
るDEC軸とからなる２つの回転軸を設けることで、ペデ
スタル装置上での回転の他に、自身でHA軸方向、DEC軸
方向それぞれの角度を調整することが可能になる。な
お、X/Yマウント方式、HA/DECマウント方式の構造は、
それぞれ第10図、第12図に示されているので、ここでは
図示を省略する。
ナ装置の構造としてAz/Elマウント方式が適用している
が、この発明は、これに限定せず、X/Yマウント方式やH
A/DECマウント方式を採用しても２軸回転機構として同
様の追尾機能を得る。すなわち、アンテナ側回転機構に
Ｘ軸回りに回転するＸ軸とＹ軸回りに回転するＹ軸とか
らなる２つの回転軸を設けることで、ペデスタル装置上
での回転の他に、自身でＸ軸方向、Ｙ軸方向それぞれの
角度を調整することが可能になる。また、アンテナ側回
転機構にHA軸回りに回転するHA軸とDEC軸回りに回転す
るDEC軸とからなる２つの回転軸を設けることで、ペデ
スタル装置上での回転の他に、自身でHA軸方向、DEC軸
方向それぞれの角度を調整することが可能になる。な
お、X/Yマウント方式、HA/DECマウント方式の構造は、
それぞれ第10図、第12図に示されているので、ここでは
図示を省略する。
産業上の利用可能性 以上のように、この発明にかかるアンテナシステム
は、アンテナ間距離を小さくできるので、コンパクトな
周回衛星向け小型地球局アンテナシステムとして有用で
ある。
は、アンテナ間距離を小さくできるので、コンパクトな
周回衛星向け小型地球局アンテナシステムとして有用で
ある。
Claims (7)
- 【請求項１】複数の異なる回転軸回りの回転を行うため
のアンテナ側回転機構を有する複数のアンテナ装置と、 前記複数のアンテナ装置を共通して保持するとともに１
つの回転軸回りの回転を行うためのペデスタル側回転機
構を有するペデスタル装置と、 を備え、 前記ペデスタル装置は、アンテナ装置が２台の場合、前
記ペデスタル側回転機構の回転軸を中心に前記２台のア
ンテナ装置を対称に配置させた構造を有し、アンテナ装
置が３台以上の場合、前記ペデスタル側回転機構の回転
軸と各アンテナ装置との距離が均等で、かつ隣接する２
台のアンテナ装置との距離が均等、になるように前記３
台以上のアンテナ装置を配置させた構造を有し、 前記複数のアンテナ装置は同サイズのアンテナ口径を有
し、隣接するアンテナ装置間の距離は前記アンテナ口径
のサイズとすることを特徴とするアンテナシステム。 - 【請求項２】前記ペデスタル側回転機構には、俯角回り
に回転する俯角軸が設けられたことを特徴とする請求の
範囲第１項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項３】前記アンテナ側回転機構には、俯角回りに
回転する俯角軸と仰角回りに回転する仰角軸とからなる
２つの回転軸が設けられたことを特徴とする請求の範囲
第２項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項４】前記アンテナ側回転機構には、Ｘ軸回りに
回転するＸ軸とＹ軸回りに回転するＹ軸とからなる２つ
の回転軸が設けられたことを特徴とする請求の範囲第２
項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項５】前記アンテナ側回転機構には、HA軸回りに
回転するHA軸とDEC軸回りに回転するDEC軸とからなる２
つの回転軸が設けられたことを特徴とする請求の範囲第
２項に記載のアンテナシステム。 - 【請求項６】前記アンテナ側回転機構には、ロール方
向、ピッチ方向およびヨー方向に回転する３つの回転軸
が設けられたことを特徴とする請求の範囲第２項に記載
のアンテナシステム。 - 【請求項７】前記ペデスタル側回転機構の俯角軸は、地
上に対して傾斜して設置されたことを特徴とする請求の
範囲第２項〜第６項のいずれか一つに記載のアンテナシ
ステム。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP1998/000093 WO1999036989A1 (en) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | Antenna system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3325586B2 true JP3325586B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=14207401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51597499A Expired - Fee Related JP3325586B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | アンテナシステム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6243046B1 (ja) |
| EP (1) | EP0982797A4 (ja) |
| JP (1) | JP3325586B2 (ja) |
| TW (1) | TW391074B (ja) |
| WO (1) | WO1999036989A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4198867B2 (ja) * | 2000-06-23 | 2008-12-17 | 株式会社東芝 | アンテナ装置 |
| GB0030931D0 (en) * | 2000-12-19 | 2001-01-31 | Radiant Networks Plc | Support structure for antennas, transceiver apparatus and rotary coupling |
| JP3419767B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2003-06-23 | シャープ株式会社 | アンテナ制御装置および制御方法 |
| US6407714B1 (en) * | 2001-06-22 | 2002-06-18 | Ems Technologies Canada, Ltd. | Mechanism for differential dual-directional antenna array |
| US6738024B2 (en) * | 2001-06-22 | 2004-05-18 | Ems Technologies Canada, Ltd. | Mechanism for differential dual-directional antenna array |
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| JP5682930B2 (ja) * | 2012-02-02 | 2015-03-11 | 日本電信電話株式会社 | 追尾アンテナ装置および追尾アンテナ制御方法 |
| US9711850B2 (en) * | 2014-12-08 | 2017-07-18 | Orbit Communication Systems Ltd | Dual antenna tracking in LEO and MEO satcom |
| DE102015101721A1 (de) * | 2015-02-06 | 2016-08-11 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Positionierungssystem für Antennen |
| TR201501912A2 (tr) | 2015-02-17 | 2016-09-21 | Aselsan Elektronik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi | Yanca ve yükseliş açılarında yön bulabilen geniş bantlı anten dizi platformu. |
| KR102103666B1 (ko) * | 2019-01-18 | 2020-04-23 | (주)인텔리안테크놀로지스 | 틸트된 방위축을 구비하는 페데스탈 |
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|---|---|---|---|---|
| US2408825A (en) * | 1941-09-30 | 1946-10-08 | Univ Leland Stanford Junior | Object detecting and locating system |
| US2740962A (en) * | 1950-01-05 | 1956-04-03 | Sperry Rand Corp | Three axis tracking system |
| US3028595A (en) * | 1955-02-10 | 1962-04-03 | Lab For Electronics Inc | Radar guidance system |
| JPS6021482B2 (ja) | 1978-06-21 | 1985-05-28 | 日本無線株式会社 | アンテナペデスタル装置 |
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