JP3768933B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２軸方向に回動させ、衛星を追尾することが可能なアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
準天頂衛星は、３機の衛星から成り立ち、上空では天頂±２０度以内に常に最低１機存在するという衛星である。地上からはほぼ常に天頂方向に衛星があることから、都心部のビルの谷間などでも容易に衛星アクセスができ、静止衛星のように南の空を探す等の行為が不要で、特にモバイル向けサービスが期待されているものである。
上記衛星を追尾する地上端末アンテナを駆動する従来の機構として、特開平７−１７６９３４号記載のジンバル構造や、特開平１０−７０４０７号記載のＸＹマウント機構等の構造がある。
しかしながら、いずれも回転中心が駆動機構内にあり、アンテナを振り回す状況となり、レドームを含む最大外形の大型化、及びアンテナの重心位置と駆動機構の回転中心がずれることにより駆動力の増大を引き起こすものだった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、衛星を追尾する従来の駆動機構からなるアンテナ装置では、設置に広いスペースが必要であった。このため、モバイルサービス向けなどのコンパクトで比較的省スペースに設置可能なアンテナ装置が要望されている。
また、従来の駆動機構からなるアンテナ装置では、アンテナの重心位置と駆動機構の回転中心がずれるため、駆動力の増大を引き起こし、衛星切換時に２衛星間の移動を高速でアンテナ駆動することが要望されている。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、コンパクトで比較的省スペースに設置可能であり、しかも衛星切換時に２個の衛星間の移動を高速で駆動する駆動装置及びアンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、アンテナに設置され１つの軸方向に回動する円弧状の第１のスライドレールと、前記第１のスライドレールが嵌合される溝を有し、前記第１のスライドレールとは異なる軸方向に回動する円弧状の第２のスライドレールと、前記第２のスライドレールが嵌合される溝を有したマウント台とを具備し、前記アンテナを２軸方向に回動させることを特徴とする。本発明のアンテナ装置では、円弧状の第１のスライドレール、及び第２のスライドレールを嵌合される溝でそれぞれの軸方向に回動することにより、コンパクトで比較的省スペースに設置可能であり、しかも衛星切換時に２個の衛星間の移動を高速で駆動が可能となる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるアンテナ装置の外観構成図を示している。
図１に示すように、アンテナ装置は、パラボラ反射鏡１（例えば、パラボラアンテナ等）、１次放射器２、受信部３、２層円弧状マウント４、マウント台５、ワイアドライブ６、ステップモータ７ａ、プーリ７ｂ、ワイア８、及びばね９からなり、２層円弧状マウント４は鉛直方向の軸に垂直な回転軸（以下、Ｘ軸）とこのＸ軸に垂直な回転軸（以下、Ｙ軸）とに回動するようになっている。
駆動制御部（図示しない）からの制御信号がワイアドライブ６に入力され、それに基づきステップモータ７ａが回転する。ワイア８の両端部は、ステップモータ７ａ（ステップモータ７ａの軸に接続したワイアドラムにワイア８を巻き付ける）及びプーリ７ｂを介して２層円弧状マウント４の外側両端となるパラボラ反射鏡にばね（引っ張り力のある弾性材であれば適用できる）を介在して取り付けられ、ステップモータ７ａを回転することにより、２層円弧状マウント４がＸ軸及びＹ軸とに回動するようになっている。ここでは、ワイア８の両端部にばねが取り付けられた場合について説明したが、ワイア８の一方の端部のみに取り付けられた場合も適用できる。
【０００６】
図２はアンテナ１をマウントする駆動装置について各部品毎の分断図を示している。図２に示す２層球面マウントは円弧状の第１のスライドレール１０、及び円弧状の第２のスライドレール２０からなり、第２のスライドレール２０は第１のスライドレールの円弧に合せて嵌め合せる溝２２を設けている。第１のスライドレール１０は溝２２に嵌め合わせてスライドすることによって回動するような仕組になっている。
一方、マウント台３０は第２のスライドレール２０の円弧に合わせて嵌め合わせる溝３１を設けており、第２のスライドレール２０は溝３１に嵌め合わせてスライドすることによって回動するようになっている。第１のスライドレール１０と第２のスライドレール２０は異なる軸回りに回動するように、溝２２及び溝３１が設けられているので、マウント台３０の溝３１に第２のスライドレール２０を嵌め合わせ、更に溝２２に第１のスライドレール１０を嵌め合わせることで、異なる２軸回りに同時に回動するようになっている。
第１のスライドレール１０及び第２のスライドレール２０はそれぞれストッパー１１及び２１が設けられており、ある回転角度以上に回動しないようになっている。
【０００７】
図３はアンテナ装置の概略構成図を示している。受信アンテナ１００は衛星からの電波を受信するパラボラ反射鏡１０１、１次放射器１０２及び受信部１０３からなり、パラボラ反射鏡１０１で受信した電波信号は１次放射器１０２を介して受信部１０３に送られる。駆動装置部２００は駆動制御部３００からの制御信号を受信して、Ｘ軸モータ（ステップモータ）２０１とＹ軸モータ（ステップモータ）２０２を所望回転数だけ回転させるワイアドライブ２０３からなる。
アンテナを所望の衛星に向けて電波受信するために、駆動制御部３００によりアンテナが所望の角度にするように制御信号をワイアドライブ２０３に送信し、これに基づいてワイアドライブ２０３は必要な回転数になるようにＸ軸モータ２０１、Ｙ軸モータ２０２を駆動させるようにしている。
図４は、衛星等を追尾するような場合のアンテナ装置の駆動した様子を示した。
図４（a）で紙面左上方向にある衛星を追尾し始めて、図４（ｂ）紙面上方向及び図４（ｃ）紙面右上方向へと、駆動制御部（図示しない）の制御信号により、ステップモータ７ａを回転駆動させてワイア８を介してパラボラ反射鏡を所望の方向に向くようにしている。
【０００８】
図５は本発明の駆動部分を示した図である。ここでは、ワイア８をＸ軸モータ側からプーリ側、Ｙ軸モータ側からプーリ側へ矢印の通り駆動させた場合を示している。Ｘ軸、Ｙ軸ともパラボラ反射鏡１が引っ張られ、それに伴い、第１のスライドレール１０と第２のスライドレール２０がそれぞれ回動して、アンテナ装置の向きが変わる。また、図５の矢印とは反対にＸ軸モータまたはＹ軸モータを回転させるとワイア８を通してＸ軸モータ、Ｙ軸モータとはマウント台５を挟んで反対側のプーリ側のパラボラ反射鏡１が引っ張られ、それに伴い第１のスライドレール１０または第２のスライドレール２０が回動することにより、アンテナ装置の向きが変わる。
以上の構成から、本発明は装置自体がコンパクトで比較的省スペースに設置可能であり、しかも高速で駆動が可能な構成を実現できる。
また、本発明の受信アンテナと駆動装置部分は、ばね９を介してワイア８により固定されている。つまり、従来のジンバル構造やＸＹマウント機構ではネジやボルトといった治具を必要としていたが、本発明の構造では固定する治具を必要としない構造である。これは、アンテナ装置自体の組み立てが容易であるとともに、分解が容易となる特徴を有する。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるアンテナ装置は、円弧状の第１のスライドレール、及び第２のスライドレールを嵌合される溝でそれぞれの軸方向に回動することにより、アンテナの重心位置と駆動機構の回転中心がほぼ一致するため、コンパクトで比較的省スペースに設置可能であり、しかも衛星切換時に２個の衛星間の移動を高速で駆動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナ装置の外観構成図。
【図２】本発明の駆動装置の分断図。
【図３】本発明のアンテナ装置の概略構成図。
【図４】アンテナの駆動を表す図。
【図５】本発明の駆動部分の詳細図。
【符号の説明】
１、１０１・・・・・・・・・・・・・・・・・パラボラ反射鏡
２、１０２・・・・・・・・・・・・・・・・・１次放射器
３、１０３・・・・・・・・・・・・・・・・・受信部
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２層円弧状マウント
５、３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・マウント台
６、２０３・・・・・・・・・・・・・・・・・ワイアドライブ
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステップモータ
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・プーリ
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ワイア
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ばね
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１のスライドレール
１１、２１・・・・・・・・・・・・・・・・・ストッパー
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２のスライドレール
２２、３１・・・・・・・・・・・・・・・・・溝
１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・受信アンテナ
２００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動装置
２０１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ軸モータ
２０２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｙ軸モータ
３００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、２軸方向に回動させ、衛星を追尾することが可能なアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
準天頂衛星は、３機の衛星から成り立ち、上空では天頂±２０度以内に常に最低１機存在するという衛星である。地上からはほぼ常に天頂方向に衛星があることから、都心部のビルの谷間などでも容易に衛星アクセスができ、静止衛星のように南の空を探す等の行為が不要で、特にモバイル向けサービスが期待されているものである。
上記衛星を追尾する地上端末アンテナを駆動する従来の機構として、特開平７−１７６９３４号記載のジンバル構造や、特開平１０−７０４０７号記載のＸＹマウント機構等の構造がある。
しかしながら、いずれも回転中心が駆動機構内にあり、アンテナを振り回す状況となり、レドームを含む最大外形の大型化、及びアンテナの重心位置と駆動機構の回転中心がずれることにより駆動力の増大を引き起こすものだった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、衛星を追尾する従来の駆動機構からなるアンテナ装置では、設置に広いスペースが必要であった。このため、モバイルサービス向けなどのコンパクトで比較的省スペースに設置可能なアンテナ装置が要望されている。
また、従来の駆動機構からなるアンテナ装置では、アンテナの重心位置と駆動機構の回転中心がずれるため、駆動力の増大を引き起こし、衛星切換時に２衛星間の移動を高速でアンテナ駆動することが要望されている。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、コンパクトで比較的省スペースに設置可能であり、しかも衛星切換時に２個の衛星間の移動を高速で駆動する駆動装置及びアンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアンテナ装置は、アンテナに設置され１つの軸方向に回動する円弧状の第１のスライドレールと、前記第１のスライドレールが嵌合される溝を有し、前記第１のスライドレールとは異なる軸方向に回動する円弧状の第２のスライドレールと、前記第２のスライドレールが嵌合される溝を有したマウント台とを具備し、前記アンテナを２軸方向に回動させることを特徴とする。本発明のアンテナ装置では、円弧状の第１のスライドレール、及び第２のスライドレールを嵌合される溝でそれぞれの軸方向に回動することにより、コンパクトで比較的省スペースに設置可能であり、しかも衛星切換時に２個の衛星間の移動を高速で駆動が可能となる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるアンテナ装置の外観構成図を示している。
図１に示すように、アンテナ装置は、パラボラ反射鏡１（例えば、パラボラアンテナ等）、１次放射器２、受信部３、２層円弧状マウント４、マウント台５、ワイアドライブ６、ステップモータ７ａ、プーリ７ｂ、ワイア８、及びばね９からなり、２層円弧状マウント４は鉛直方向の軸に垂直な回転軸（以下、Ｘ軸）とこのＸ軸に垂直な回転軸（以下、Ｙ軸）とに回動するようになっている。
駆動制御部（図示しない）からの制御信号がワイアドライブ６に入力され、それに基づきステップモータ７ａが回転する。ワイア８の両端部は、ステップモータ７ａ（ステップモータ７ａの軸に接続したワイアドラムにワイア８を巻き付ける）及びプーリ７ｂを介して２層円弧状マウント４の外側両端となるパラボラ反射鏡にばね（引っ張り力のある弾性材であれば適用できる）を介在して取り付けられ、ステップモータ７ａを回転することにより、２層円弧状マウント４がＸ軸及びＹ軸とに回動するようになっている。ここでは、ワイア８の両端部にばねが取り付けられた場合について説明したが、ワイア８の一方の端部のみに取り付けられた場合も適用できる。
【０００６】
図２はアンテナ１をマウントする駆動装置について各部品毎の分断図を示している。図２に示す２層球面マウントは円弧状の第１のスライドレール１０、及び円弧状の第２のスライドレール２０からなり、第２のスライドレール２０は第１のスライドレールの円弧に合せて嵌め合せる溝２２を設けている。第１のスライドレール１０は溝２２に嵌め合わせてスライドすることによって回動するような仕組になっている。
一方、マウント台３０は第２のスライドレール２０の円弧に合わせて嵌め合わせる溝３１を設けており、第２のスライドレール２０は溝３１に嵌め合わせてスライドすることによって回動するようになっている。第１のスライドレール１０と第２のスライドレール２０は異なる軸回りに回動するように、溝２２及び溝３１が設けられているので、マウント台３０の溝３１に第２のスライドレール２０を嵌め合わせ、更に溝２２に第１のスライドレール１０を嵌め合わせることで、異なる２軸回りに同時に回動するようになっている。
第１のスライドレール１０及び第２のスライドレール２０はそれぞれストッパー１１及び２１が設けられており、ある回転角度以上に回動しないようになっている。
【０００７】
図３はアンテナ装置の概略構成図を示している。受信アンテナ１００は衛星からの電波を受信するパラボラ反射鏡１０１、１次放射器１０２及び受信部１０３からなり、パラボラ反射鏡１０１で受信した電波信号は１次放射器１０２を介して受信部１０３に送られる。駆動装置部２００は駆動制御部３００からの制御信号を受信して、Ｘ軸モータ（ステップモータ）２０１とＹ軸モータ（ステップモータ）２０２を所望回転数だけ回転させるワイアドライブ２０３からなる。
アンテナを所望の衛星に向けて電波受信するために、駆動制御部３００によりアンテナが所望の角度にするように制御信号をワイアドライブ２０３に送信し、これに基づいてワイアドライブ２０３は必要な回転数になるようにＸ軸モータ２０１、Ｙ軸モータ２０２を駆動させるようにしている。
図４は、衛星等を追尾するような場合のアンテナ装置の駆動した様子を示した。
図４（a）で紙面左上方向にある衛星を追尾し始めて、図４（ｂ）紙面上方向及び図４（ｃ）紙面右上方向へと、駆動制御部（図示しない）の制御信号により、ステップモータ７ａを回転駆動させてワイア８を介してパラボラ反射鏡を所望の方向に向くようにしている。
【０００８】
図５は本発明の駆動部分を示した図である。ここでは、ワイア８をＸ軸モータ側からプーリ側、Ｙ軸モータ側からプーリ側へ矢印の通り駆動させた場合を示している。Ｘ軸、Ｙ軸ともパラボラ反射鏡１が引っ張られ、それに伴い、第１のスライドレール１０と第２のスライドレール２０がそれぞれ回動して、アンテナ装置の向きが変わる。また、図５の矢印とは反対にＸ軸モータまたはＹ軸モータを回転させるとワイア８を通してＸ軸モータ、Ｙ軸モータとはマウント台５を挟んで反対側のプーリ側のパラボラ反射鏡１が引っ張られ、それに伴い第１のスライドレール１０または第２のスライドレール２０が回動することにより、アンテナ装置の向きが変わる。
以上の構成から、本発明は装置自体がコンパクトで比較的省スペースに設置可能であり、しかも高速で駆動が可能な構成を実現できる。
また、本発明の受信アンテナと駆動装置部分は、ばね９を介してワイア８により固定されている。つまり、従来のジンバル構造やＸＹマウント機構ではネジやボルトといった治具を必要としていたが、本発明の構造では固定する治具を必要としない構造である。これは、アンテナ装置自体の組み立てが容易であるとともに、分解が容易となる特徴を有する。
【０００９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によるアンテナ装置は、円弧状の第１のスライドレール、及び第２のスライドレールを嵌合される溝でそれぞれの軸方向に回動することにより、アンテナの重心位置と駆動機構の回転中心がほぼ一致するため、コンパクトで比較的省スペースに設置可能であり、しかも衛星切換時に２個の衛星間の移動を高速で駆動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナ装置の外観構成図。
【図２】本発明の駆動装置の分断図。
【図３】本発明のアンテナ装置の概略構成図。
【図４】アンテナの駆動を表す図。
【図５】本発明の駆動部分の詳細図。
【符号の説明】
１、１０１・・・・・・・・・・・・・・・・・パラボラ反射鏡
２、１０２・・・・・・・・・・・・・・・・・１次放射器
３、１０３・・・・・・・・・・・・・・・・・受信部
４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２層円弧状マウント
５、３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・マウント台
６、２０３・・・・・・・・・・・・・・・・・ワイアドライブ
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ステップモータ
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・プーリ
８・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ワイア
９・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ばね
１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１のスライドレール
１１、２１・・・・・・・・・・・・・・・・・ストッパー
２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２のスライドレール
２２、３１・・・・・・・・・・・・・・・・・溝
１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・受信アンテナ
２００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動装置
２０１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｘ軸モータ
２０２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｙ軸モータ
３００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動制御部
Claims (5)
- アンテナに設置され１つの軸方向に回動する円弧状の第１のスライドレールと、前記第１のスライドレールが嵌合される溝を有し、前記第１のスライドレールとは異なる軸方向に回動する円弧状の第２のスライドレールと、前記第２のスライドレールが嵌合される溝を有したマウント台とを具備し、前記アンテナを２軸方向に回動させることを特徴とするアンテナ装置。
- ワイアの両端部をそれぞれ前記第１のスライドレールの外側両端の前記アンテナに取り付け、前記ワイアをワイアドラムに巻き付けて、前記ワイアドラムを正逆方向に回転駆動させる第１のワイアドライブを具備し、前記第１のスライドレールを回動させることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
- ワイアの両端部をそれぞれ前記第２のスライドレールの外側両端の前記アンテナに取り付け、前記ワイアをワイアドラムに巻き付けて、前記ワイアドラムを正逆方向に回転駆動させる第２のワイアドライブを具備し、前記第２のスライドレールを回動させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のアンテナ装置。
- 前記ワイアの少なくとも一方の端部には、引っ張り力を有する弾性材を介在させるようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のアンテナ装置。
- 前記第１のワイアドライブまたは前記第２のワイアドライブに制御信号を送信することでアンテナの指向方向を制御する駆動制御部を具備することを特徴とする請求項２または請求項３記載のアンテナ装置。
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|---|---|---|---|
| JP2002216377A JP3768933B2 (ja) | 2002-07-25 | 2002-07-25 | アンテナ装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002216377A JP3768933B2 (ja) | 2002-07-25 | 2002-07-25 | アンテナ装置 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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2002
- 2002-07-25 JP JP2002216377A patent/JP3768933B2/ja not_active Expired - Fee Related
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