JPH01233804A - 偏波面調整装置付き衛星通信用地球局装置 - Google Patents

偏波面調整装置付き衛星通信用地球局装置

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JPH01233804A
JPH01233804A JP6014588A JP6014588A JPH01233804A JP H01233804 A JPH01233804 A JP H01233804A JP 6014588 A JP6014588 A JP 6014588A JP 6014588 A JP6014588 A JP 6014588A JP H01233804 A JPH01233804 A JP H01233804A
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JP
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duplexer
transmitter
antenna
branching filter
receiving
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JP6014588A
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Hironao Tanaka
宏尚 田中
Susumu Nakauchi
中内 享
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [目    次] 概   要 産業上の利用分野 従来の技術(第6〜11図) 発明が解決しようとする課1fi(第12〜14図)課
題を解決するための手段(第1図) 作  用(第1図) 実施例(第2〜5図) 発明の効果 [概   要] 衛星通信システムにおける偏波面調整装置付きの地球局
装置に関し。
オフセット型のアンテナにおける偏波面調整を。
通信に影響を与えることなく、重量的制限も満足しなが
ら容易に行なえるようにすることを目的とし、 受信装置を、分波器の近傍に配設して該分波器と一体的
に回動可能にそなえるとともに、送信装置を固定部に固
定設置し、該送信装置に対する該分波器の回動による偏
波面傾斜を許容して該送信装置からの送信波を該分波器
へ伝送する調整機構を、該送信装置と該分波器との間に
設けるように構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、117星通信システムにおいて使用される偏
波面調整装置付きの地球局装置に関する。
衛星通信システムは、複数の地球局を通信衛星(KUバ
ンド)により中継して地球局相互間の通信を行なうもの
で、近年、@話回線やテレビ会議等のマルチメディアと
して用いられている。
かかる衛星通信システムにおいて、各地球局には、通信
衛星を介し他の地球局との間で情報の送受信を行なうた
めの地球局装置が設けられる6そして、直m偏波を用い
て衛星通信を行なう場合。
通常、送信波と受信波とは互いに直交する2偏波となっ
ているため、これらを分離するための直交偏波分離用分
波器が地球局装置にそなえられている。
さらに、地球局装置には、この地球局装置を設置し通信
衛星から最大信号レベルを受信するように調整する際や
送受信信号のチャンネルを変える際、および故障等によ
り通信衛星を現用のものから予備用のものに切り替える
際などに、通信衛星の送受信波の偏波面傾斜角と一致す
るように前記直交偏波分離用分波器の偏波面を調整する
ための偏波面調整装置がそなえられている。
[従来の技術] まず、一般的な地球局装置の構成を第6〜8図により説
明する。ここで、衛星通信システムにおいては信頼性の
高い地球局装置が要求されることから、通常、地球局装
置の中でも最も重要な送受信系は、現用系および予備系
の2系統がそなえられており、現用系の故障等に対応し
て瞬時に予備系への切替を行なえるように、現用系の運
転中でも予備系は常時動作している。図中では、現用系
の装置類の符号には「A」を、予備系の装置類の符号に
は「B」を付して図示する。
第6図において、1は通信衛星(図示せず)との間で送
受信波の授受を行なう送受信用のアンテナ、2は互いに
直交する偏波である送信波と受信波とを分離しつる直交
偏波分離用分波1(オーツモードトランスデユーサ)、
3A、3Bは送信すべき信号(図示しない端局装置内の
変調装置から送られてくるもの)を中間周波数帯域から
マイクロ波帯域に周波数変換する送信周波数変換装置(
アップコンバータ)で、例えば周波数70MHzの送信
信号を14GHzまで変換するものである。
また、4A、4Bはそれぞれ送信周波数変換装ff13
A、3Bにより変換された信号を高出力に増幅し送信波
として分波器2へ送出する高出力増幅装置(ハイパワー
アンプ)、5’A、5Bは分波器2からの受信波を低雑
音で増幅する低雑音増幅装置(ローノイズアンプ)、6
A、6Bはそれぞれ低雑音増幅装置5A、5Bからの信
号をマイクロ波帯域から中間周波数帯域に周波数変換す
る受信周波数変換装置(ダウンコンバータ)で、例えば
12GHzの受信信号を70MHzに変換して端局装置
内の復調装置へ出力するものである。
なお、7は送信周波数変換装置3A、3Bおよび高出力
増幅装置4A、4Bの現用系/予備系の切替を行ない現
用系もしくは予備系からの送信信号を分波器2へ出力す
るための切替装置、8は低雑音増幅装置5A、5Bおよ
び受信周波数変換装置6A、6Bの現用系/予備系の切
替を行ない分波器2からの受信信号を現用系もしくは予
備系に導くための切替装置、9は送信周波数の送信信号
を受信周波数に周波数変換するトランスレータで。
切替装置7,8間に介装されている。通常、衛星通信シ
ステムにおいては、地球局装置からの送信信号は、通信
衛星において送信周波数(例えば14GHz)から受信
周波数(例えば120Hz)に変換されて他の地球局装
置へ中継・送信されろ。
従って、トランスレータ9を設けることにより。
切替装置7からの送信周波数の送信信号を受信周波数に
変換して切替装置8へ出力でき、実際に衛星通信を行な
っている状態と等価な状態をシュミレートして、折り返
し試験を行なうことが可能となっている。
また、高出力増幅装置4A、4Bおよび切替装置7から
送信装置4が構成される一方、低雑音増幅装値5A、5
Bおよび切替装置8から受信装置5が構成されている。
さらに、従来、アンテナ1は、第7図に示すような軸対
称型のものであって、主鏡面1a、副鏡面lb、ホーン
lcを有しており、センターハブ1dを介して支持台l
e上に設置されている。ホーン1cは、アンテナ1の軸
中心線上に配置され。
第8図に示すように、ホーンICに分波器2が直接接続
されている。なお、分波器2は、センターハブ1d内に
そなえられ、送信ポート2aと受信ポート2bと有して
いる、 上述のような構成により、送信周波数変換装置3A、3
Bおよび高出力増幅装置4A、4Bからの送信波は、切
替装置7により現用系もしくは予備系のいずれか一方の
みが、導波管分波器2を通じてアンテナ1へ送られ、こ
のアンテナ1から通信衛m(図示せず)へ向けて放射さ
れる。一方1通信衛星からの受信波は、アンテナ1によ
り受信され1分波器2を通じて切替装置8に送られ、こ
の切替装置8により、現用系もしくは予備系のいずれか
一方の低雑音増幅装置5A、5Bおよび受信周波数変換
表!!6A、6Bへ送られて復調される。
さて、上述のような衛星通信用地球局装置においては、
地球局装置を設置し通信衛星から最大信号レベルを受信
するように調整する際や送受信信号のチャンネルを変え
る際、および故障等により通信衛星を現用のものから予
備用のものに切り替える際などに、通信衛星の送受信波
の偏波面傾斜角と一紋するように分波器2の偏波面を調
整する必要があるので、この分波wIt2は、アンテナ
1の軸中心線まわりにホーン1cとともに回動できるよ
うになっている。
また、第9〜11図に示すごとく、分波器2に導波管を
介して接続される高出力増幅装置4A。
4Bや低雑音増幅装置5A、5Bも、分波器2と一体的
に回動するようになっている。
つまり、主鏡面1a背後のセンターハブ1d内において
、アンテナ1の軸中心線に配置された分波器2の送信ポ
ート2aには、フィルタ10を介して送信装置4〔高出
力増幅装置4A、4B (切替装置7の図示は省略)〕
が接続される一方、受信ポート2bには、フィルタ10
を介して受信装置5〔低雑音増幅装置5A、5B (切
替装置8の図示は省略)〕が接続されている。なお、高
出力増幅装置4A、4Bおよび低雑音増幅装@5A。
5Bは、同軸ケーブル11を介して1図示しない無線シ
ェルタ内に収容される送信周波数変換装置3A、、3B
や受信周波数変換装置6A、6Bに接続されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、軸対称型のアンテナ1では、偏波面の調
整に際して回動させる分波器2等の機器の位置が高く(
通常2〜3m)、その機器の重量も大きい、ことから、
操作性の点で問題がある。
また、近年、衛星通信に利用されるアンテナとしては、
高利得で且つ低サイドローブ特性が要求されることから
、第12.13図に示すようなオフセット型のアンテナ
(オフセットグレゴリアンアンテナ)12を用いるのが
最適である。このアンテナ12は、主反射IN(放物面
)12a、副反射!(楕円面)12bおよびホーン12
cから構成され、主反射鏡12aは支持構造12d上に
支持されるとともに、副反射鏡12bおよびホーン12
cはサポート12e上に支持されている。
このようなオフセット型のアンテナ12を用いる場合に
、第9〜11図に示したものと同様の構造を適用して、
偏波面の調整時に、ホーン12cに接続された分波器2
と一体的に送信装置4や受信装置5が回動するようにし
たとすると、オフセット型のアンテナ12では、第14
図に示すように、分波器2のごく近傍まで電波放射領域
(斜線部)があるため、この電波放射領域内に、分波器
2の回動に伴い送信装置4や受信装置5が侵入してしま
い、これにより電波放射領域をブロッキングをすること
になり通信に影響を及ぼすという問題がある。
さらに、オフセット型のアンテナ12の場合、高出力増
幅装置4A、4Bや低雑音増幅装置5A。
5Bの実装にはサポート12eを利用することになるの
で、センターハブ1d内に実装する軸対称型のアンテナ
1に比べて重量的な制限もある。
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、オフセット型のアンテナにおける偏波面調整を、通信
に影響を与えることなく、重量的制限も満足しながら容
易に行なえるようにした、偏波面調整装置付き衛星通信
用地球局装置を提供することを目的としている。
[課題を解決するための手段] 第1図は本発明のM理説明図を示す。
第1図において、2は直交する2つの直線偏波である送
信波と受信波とを分離する分波器であり、通信衛星(図
示せず)との間で送受信波の授受を行なう送受信用のア
ンテナ12と、このアンテナ12へ送信波を出力する送
信袋@4およびアンテナ12からの受信波を受ける受信
装H5との間に配置されている。なお、アンテナ12は
、主反射112a、副反射fi12bおよびホーン12
cから構成され、主反射鏡12aは支持構造12d上に
支持されるとともに、副反射鏡12bおよびホーン12
cはサポート12e上に支持され、ホーン12cに分波
器2が直接接続されている。
そして、受信装置5は9分波器2の近傍でサポート12
e上において分波器2に直接的に接続されて配設され、
分波器2と一体的に回動可能になっている。
また、送信装置4は固定部13上に固定設置されており
、送信袋H4と分波器2との間には任意ねじれ導波管(
調整機構)14が設けられ、この任意ねじれ導波管14
により、送信装置4に対する分波器2の回動による偏波
面傾斜を許容しながら送信装置4からの送信波が分波器
2へ伝送されるようになっている。
なお、15は送信装置4と任意ねじれ導波管14とを接
続する可撓性導波管である。
[作   用] このような構成により、分波器2の偏波面の傾斜を調整
する際に、分波器2とともに回動するのは、小型軽量の
受信装置5のみであるので、分波器2の回動に伴い受信
装置5が電波放射領域内に侵入するのを防止できるほか
、重量的な制限も満足することができる。
また、送信装置4に対する分波器2の回動による偏波面
傾斜は、任意ねじれ導波管14によって許容され、送信
装置4からの送信波は、不都合なく分波器2へ伝送され
る。
[実 施 例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第2〜5図は本発明の一実施例を示すものであるが、本
実施例でも、送受信系は現用系および予備系の2系統を
そなえた場合について説明する。
また、本実施例では、第1図および第12,1:3図に
示したオフセットグレゴリアンタイプのアンテナ12に
本発明を適用し、さらに受信波が水平偏波で送信波が垂
直偏波である場合について説明する。
第2〜4図に示すように、アンテナ12のサポー ト1
2 eには、ホーン12cに接続された直交偏波分離用
分波器2が、回転軸Cまわりに回動可能に支持され、こ
の分波器2の受信ポート2bには、受信接続用導波管1
6および切替装置8を介して低雑音増幅装置5A、5B
が接続されている。
これらの低雑音増幅装置5A、5Bおよび切替装置8か
ら受信装置5が構成され、この受信装置5が1分波器2
の下方近傍でサポート12e上において配設され1分波
器2と一体的に回転軸Cまわりに回動可能になっている
。なお、切替装置8は、低雑音増幅装置5A、5Bの現
用系/予備系の切替を行ない分波器2からの受信信号を
現用系もしくは予備系に導くためのものである。
そして、低雑音増幅装置5A、5Bは、前後に配設され
る連結金具17.17により相互に固定連結されるほか
、各連結金具17.17には、固定用の雌ねじ穴(図示
せず)が形成されている。
また、受信装置支持金具18.18が、連結金具17.
17にそれぞれ接するように、サポート12e上に固定
されて設けられている。各受信装置支持金具18には、
第4図に示すように、長円穴18aが、分波器2および
受信袋@5の回動に伴う連結金具17の雌ねじ穴の軌跡
に合わせて形成されていて、長円穴18aを貫通するね
じ19(第3図参照)を連結金具17の雌ねじ穴にねじ
込むことにより、分波器2および受信装置5を適当な回
動位置に固定できるようになっている。
ここで、偏波面調整範囲つまり分波器2および受信装置
5の回動範囲は、垂直より±30’以内連続的に変更で
きるようになっており、この範囲に合わせて長円穴18
aが形成されている。この範囲±30°は、日本国内で
の直線偏波による通信衛星利用を想定して設定したもの
である。
一方、送信装置4(第1図参照)は5受信装置5とは異
なる箇所の固定部13(第1図参照)上に設置されてお
り、送信装置4は、可撓性導波管15、任意ねじれ導波
管(調!1機4R)14および送信接続用導波管20を
介して分波器2の送信ポート2aに接続されている。
ここで、任意ねじれ導波管14は、送信装置4に対する
分波器2の回動による偏波面傾斜を許容しながら送信装
置4からの送信波を分波器2へ伝送するためのもので、
少なくとも±30°の連続的な回動に対応してrA整で
きるようになっている。
この任意ねじれ導波管14は、2枚の端板14a、14
aと、これらの端板14a、14a間に挾まれた4枚の
調整板14bと、端板14a。
14aを締め付けて調整板14bを固定する複数のねじ
14cとから構成されている。各端板14aおよび調整
板14bは、適当な厚さを有し、適当な大きさの長方形
状の導波口(図示せず)を形成されており、各導波口の
位置を適当な角度で徐々にずらして端板14aおよび調
整板14bを配置した後、ねじ14cで固定することに
より、少なくとも±30’の範囲内で送信装置4に対す
る分波器2の回動による偏波面傾斜が許容されるように
なっている。
なお、図中、21は可撓性導波管15を支持すべくサポ
ート12e上に設置された可撓性導波管支持金具、22
はサポート12e上に設置され分波器2.受信装置5.
任意ねじれ導波管14等を被う防雨カバーである。
ところで、以上では、受信波が水平偏波で送信波が垂直
偏波である場合について説明しているが、受信波が垂直
偏波で送信波が水平偏波となる場合もある。これは、一
般に衛星通信において、送信側では14.0〜14.5
GHzの範囲を、また受信側では12.25〜12.7
5GHzの範囲を32チヤンネルあるいは19チヤンネ
ルに分割し、混信を防止すべく各チャンネルごとに垂直
偏波と水平偏波とを交互に設定しているためであり。
受信波を水平偏波とし送信波を垂直偏波とするか、ある
いは、受信波を垂直偏波とし送信波を水平偏波とするか
は、地球局装置の利用者が選択したチャンネルにより異
なってくる。
受信波が垂直偏波で送信波が水平偏波となる場合(送受
信直交逆転)には、第5図に示すように、分波器2を、
第2〜4図の場合から90″回転した状態で配置しなけ
ればならないにのような状態で1分波器2の送信ポート
2aを任意ねじれ導波管14に、また、分波器2の受信
ポート2bを切替装W8に接続できるように、本実施例
では。
第5図に示すように、送信接続用導波管20に代えて9
0″ツイスト導波管24を用いるとともに。
受信接続用導波管16に代えて曲がり導波管23を用い
る。これにより、支障なく分波器2と送信装置4および
受信装置5とを接続でき、送受信直交逆転にも対応でき
るようになっている。
上述の構成により、地球局装置としての通常の動作は従
来の通り行なわれるが、偏波面の傾斜を調整する際には
、まず、ねじ19を緩めるとともに、任意ねじれ導波管
14におけるねじ1.4 cをすべて緩めておく。そし
て、分波器2を受信装置5と一体に回転軸Cまわりに回
動して適当な位置(通信衛星から最大信号レベルを受信
する位置)に配置してから、連結金具17と受信装置支
持金具18とをねじ19により締め付け、分波器2およ
び受信袋@5を固定する。
また、任意ねじれ導波管14においては、分波器2およ
び受信装置5の回動角度に応じて、端板14aおよび調
整板14bを適当にずらして配置した後、ねじ14cで
固定する。
このようにして、垂直から少なくとも±30”の範囲内
で、分波器2および受信装置5を任意の位置に回動させ
て、偏波面の傾斜を通信衛星の送受信波の偏波面傾斜角
と一致するように調整することができる。
このとき、分波器2とともに回動するのは、小型軽量の
受信装置5のみであり、またこの受信袋M5は分波器2
よりも下方に配設されて±30゜の範囲内でしか回動し
ないので、分波器2の回動に伴い受信装置5が電波放射
領域内(第14図の斜線部参照)に侵入するのを確実に
防止できるほか、サポート12eにおける重量的な制限
も満足することができる。
また、送信装置4に対する分波器2の回動による偏波面
傾斜は、任意ねじれ導波管14によって許容され、送信
装置4からの送信波は、不都合なく固定部13上の分波
器2へ伝送されるほか、送受信直交逆転にも、曲がり導
波管23およびツイスト導波管24により容易に対応す
ることができる。
さらに、本実施例では、受信装置5が分波器2のごく近
傍に配置されているので、かなり微弱なものとなってい
る通信衛星からの受信信号を、電力損失をできる限り小
さくして1分波器2から受信袋M5へ伝送できる。
なお、受信装置支持金具18のサポート12eへの取付
は、サポート12eの任意の位置に後付けが可能である
。即ち、サポート12aや分波器2に事前に特別な金具
等を用意する必要はなく、また、サポート12aへの取
付位置も自由に決定することができる。
このように、本実施例の装置によれば、オフセット型の
アンテナ12における偏波面調整が、電波放射領域をブ
ロッキングせず通信に影響を与えることなく、サポート
12eにおける重量的制限も満足しながら容易に行なえ
る。従って、オフセット型のアンテナ12の高利得・低
サイドローブ特性を有効に生かせるとともに、オフセッ
ト型のアンテナ12の場合、軸対称型のアンテナ1(第
7図参照)に比べて低い位置に分波器2や受信装置5を
実装でき1分波器2や受信装置5がセンターハブ1dの
ような収納箱に入っておらず、さらに可動部分が分波器
2や受信装置5だけで軽量となるので、操作性および保
守性も極めて良好である。
また、受信装置支持金具18等が後付は可能な構造であ
り、実装位置の選定に自由度がある。
さらに、任意ねじれ導波管14と、導波管16゜20や
曲がり導波管23.ツイスト導波管24との組み合わせ
により、偏波面の調整や送受信直交逆転の際に送信装置
4側の可撓性導波管15をねじり動かす必要がないため
、操作性が良い。
なお、上記実施例では、低雑音増幅装置5A。
5B等を現用系と予備系の2系統そなえた場合について
説明しているが、これに限定されるものではない。
また、上記実施例では、アンテナ1がオフセットグレゴ
リアンアンテナの場合について説明しているが、これに
限定されるものではなく、本発明は、軸対称のものや、
パラボラアンテナ、カセグレンアンテナ等にも同様に適
用される。
[発明の効果] 以上詳述したように1本発明の偏波面調整装置付き衛星
通信用地球局装置によれば、分波器の偏波面の傾斜を!
lN1mする際に、小型軽量の受信装置のみを分波器と
一体に回動し、固定部の送信装置に対する分波器の回動
による偏波面傾斜を調整機構によって許容するように構
成したので、オフセット型のアンテナにおける偏波面調
整が、通信に影響を与えることなく重量的制限も満足し
ながら容易に行なわれるようになり、オフセット型のア
ンテナの高利得・低サイドローブ特性を有効に生かせる
とともに、操作性が大幅に向上するという利点が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図。 第2図は本発明の一実施例の要部を示す平面図、第3図
は本発明の一実施例の要部を示す側面図。 第4図は第3図の■矢視図。 第5図は本発明の一実施例の曲がり導波管および90°
ツイスト導波管を示す斜視図、第6図は一般的な地球局
装置を示すブロック図、第7図は従来のアンテナを示す
側面図、第8図は一般的な分波器を示す斜視図、第9図
は従来の偏波面調整用の構造を示す平面図。 第10図は第9図のX矢視図、 第11図は第9図の夏矢視図、 第12図は一般的なオフセット型のアンテナを示す正面
図、 第13図は一般的なオフセット型のアンテナを示す側面
図。 第14図はオフセット型のアンテナにおける電波放射領
域を示す要部側面図である。 図において、 2は直交偏波分離用分波器、 2aは送信ボート。 2bは受信ポート、 4は送信装置、 5は受信装置、 5A、5Bは低雑音増幅装置、 8は切替装置。 12はアンテナ、 12aは主反射鏡。 12bは副反射鏡、 12cはホーン。 12dは支持構造、 12eはサポート、 13は固定部、 14は任意ねじれ導波管(調整機構)、14aは端板、 14bは調整板。 14cはねじ、 15は可撓性導波管。 16は受信接続用導波管、 17は連結金具、 18は受信装置支持金具、 18aは長円穴。 19はねじ、 20は送信接続用導波管、 21は可撓性導波管支持金具、 22は防雨カバー、 23は曲がり導波管。 24は90°ツイスト導波管 Cは回転軸である。 5−ぐ信殻厘 オ9そ明の7兆王!吉え明凹 第1図 2−−−a文催汲頒糾今涙外 14b−一害間整才反 C−m−回転軸 ネ溌E1月め一寅桁勃1/l宇卵磐示す平面l第2図 18a−一一展已穴 22−1’与雨力八− C−−一回転軸 ¥j30刹天キ40 第4図 24−−−90°ツイスト1り庚イr 第5図 1−一一了ン1す 1 c−一一オ\−゛ノ ld−一−七ソダーl\ブ )e−女椅合 イ芝来」アンテナ!示すイN11面口 第7図 12−一一了ソテす 12e−−一寸ボート 一有灯旬rJオフ七、外型j了ン子す乞示す正面目第1
2図 +2b−−一釧反身14見 12cm−−ホーン +2d−一一灯酊糞慢 12e=−+jボート 一治史的なオブ七ット)l/l了行ナリオク1耐10第
13図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 通信衛星との間で送受信波の授受を行なう送受信用のア
    ンテナ(12)と、 該アンテナ(12)へ送信波を出力する送信装置(4)
    と、 該アンテナ(12)からの受信波を受ける受信装置(5
    )と、 該アンテナ(12)と該送信装置(4)および該受信装
    置(5)との間に配置されて直交する2つの直線偏波で
    ある送信波と受信波とを分離する分波器(2)とをそな
    えてなる衛星通信用地球局装置において、該受信装置(
    5)が、該分波器(2)の近傍に配設されて該分波器(
    2)と一体的に回動可能にそなえられるとともに、 該送信装置(4)が固定部(13)に固定設置され。 該送信装置(4)に対する該分波器(2)の回動による
    偏波面傾斜を許容して該送信装置(4)からの送信波を
    該分波器(2)へ伝送する調整機構(14)が、該送信
    装置(4)と該分波器(2)との間に設けられているこ
    とを 特徴とする、偏波面調整装置付き衛星通信用地球局装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2013168319A1 (ja) * 2012-05-08 2013-11-14 日本電気株式会社 アンテナ装置およびアンテナ装置の取りつけ方法

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