JPH03178203A

JPH03178203A - 衛星通信地上局アンテナ

Info

Publication number: JPH03178203A
Application number: JP32336390A
Authority: JP
Inventors: Erwin Haertinger; エルヴイン・ヘルテインガー; Wolfgang Rebhan; ヴオルフガング・レブハン
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1991-08-02
Also published as: FR2656959A1; FR2656959B1; DE3939318A1

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】産業上の利用分野本発明は、請求項１の上位概念による、給電装置と、楕
円形または矩形の開口面を有する反射器とを備えた衛星
通信地上局アンテナであって、該アンテナは回転架台に
取り付けられており、前記開口面からはアンテナ主ビー
ムとして、少なくとも近似的に楕円状横断面を有する放
射ローブが発射される、衛星通信地上局アンテナに関す
る。

世界的情報通信が急速に増大しているため、益々多くの
通信衛星が静止軌道上に送られている。これは今日既に
一部ではある程度の満員状態に至っている。発生する障
害の問題は、隣接する衛星間で所定の最小角度間隔を要
求する。

所定の衛星の方向に送信する地上局のアンテナは、同じ
周波数および偏波形式の信号を受信する他の衛星に、す
・イドローブおよび場合によりアンテナダイヤグラムの
主ビーム縁領域によって障害を与える。類似の状況は、
地上局アンテナが所望の衛星の信号のみならず、隣接す
る衛星の信号を受信する場合にも発生する。

静止軌道上の通信衛星の数、従い通信伝送能力を将来さ
らに拡大することができるようにするには、隣接する衛
星が障害を受けないように地上局アンテナのサイドロー
ブ減衰が改善されなければならない。その際特に、衛星
軌道面方向でのサイドローブ経過が問題となる。周回軌
道に対して垂直方向の特性経過は、ＣＣＩＨの新計画お
よび新勧告によればそれほど重要ではない。なぜなら、
この方向には障害を受は得るような衛星が隣接していな
いからである。

従来通常の、線対称に構成された２重反射器アンテナは
サイドローブ減衰において、例えば開口面配置の変更、
グレゴリ原理の採用、副反射器支持装置の改善および全
アンテナ装置のコンピュータ最適化によりある程度の改
善がなされた。最近、゛側方給１１！（オフセット給電
）を採用することにより改善が試みられている。この給
電形式ではビームの遮蔽ブロックが生じない。

それ以上の改善が望まれるが、達成するのは非常に困難
である。このような状況で、既に述べたＣＣＩＲ勧告の
変更により、従来通常の円形アンテナ開口面から離れた
ならば、どの程度の改善がさらになされるのかという疑
問が提出された。すなわち、楕円開口面アンテナは衛星
通信地上局で公知である。しかし原理的に有利な楕円形
状は、容易な輸送性の理由からのみ、例えば航空機で選
択されるのであり、回転架台のアンテナの取付けが非実
用的であるため、南方向近傍に立つ衛星の場合にのみ、
実際には偶然的に使用されるだけである。

同一平面の円形開口面ではなく、楕円形開口面を採用す
れば、楕円長軸を通る主平面内で集束性が高まり、サイ
ドローブがさら、に減衰される。元々のフィールド強度
が例えば角度のべき乗１／ζｐで低下すれば、係数Ｊ′
２の開口面の拡がりにより、理論的に３ｐ　（ｄＢ）の
サイドローブ低下が生じる。占有開口面が二次関数的に
低下する場合、ｐはほぼ２．５の値をとる。

それにより、アンテナ主ローブを中心とする障害を受け
ない隣接領域に格段の改善を見ることができる。しかし
この改善は、各衛星位置に対する開口面長軸が衛星軌道
の接線に対して平行に配列されているときにのみ得られ
る。アンテナ設置点から見て、衛星がはるか東または西
に配設された場合、軌道接線は、幾何学的幅に応じて、
場合によっては水平面に対して非常に斜めとなる。赤道
の場合ですら、軌道接線は垂直面に延在する。公知の楕
円アンテナの場合、楕円開口面長軸は常に水平である。

そのためこの場合アンテナは通常は完全に誤った方向性
を有する。この誤った配向性は円形開口面アンテナに対
してサイドローブの上昇をもたらすこととなる。例外は
唯一、通信衛星が地上局に対し正確に垂直に位置する場
合であろう。

発明が解決しようとする課題本発明の課題は、静止周回軌道上に位置する通信衛星と
共働する衛星通信地上局アンテナが少なくとも近似的に
楕円状の横断面を備えた放射ローブを有するようにし、
衛星周回軌道面の方向でのサイドローブ減衰に関してア
ンテナが常に最適に調整されるように構成することであ
る。

課題を解決するための手段回転架台に取付けられた衛星通信地上局アンテナに関す
る本発明によれば、上記課題は、アンテナが回転架台に
次のように回転可能に支承されている、すなわち、放射
ローブ横断面の短軸、すなわち開口面の長軸が、衛星へ
のアンテナ主ビーム方向の調整の際に、衛星位置での衛
星軌道の接線に対して少なくとも近似的に平行になるよ
うに支承されているように構成して解決される。

本発明の要点は、例えば通常の仰角および方位回転架台
を有する旋回可能アンテナにおいて、主発射方向と重な
る第３の軸を設けることである。第３の軸は、楕円形状
、卵型ないし矩形のアンテナ開口面を静止軌道平面に関
して常に正しく調整することを可能にする。ここでは時
々の緩慢な回転しか必要でないから、支承部は非常に簡
単にかつ安価に構成することができる。

時間−赤緯角支承部を有するアンテナでは、第３の軸を
省略することができる。というのは、そこでは時間軸を
中心としてアンテナの回転の際に、楕円形状、卵型また
は矩形のアンテナ開口面の一度方向付けられた長軸が時
間軸に対し垂直方向では自動的に常に軌道面に留まるか
らである。しかしこのような回転架台は、その通常は大
げさな土台のため、運搬車両上でのアンテナの取付けお
よび衛星通信地上局アンテナの特に重要な使用には将来
適しない。

実施例以下本発明を３つの図面に基づき説明する。

請求項２以下には本発明の有利な実施例が示されている
。

第１図と第２図は衛星通信地上局に対するサイドローブ
基準面を空間的斜視図で示す。ここで、第１図はＣＣＩ
Ｈの旧勧告によるもの、第２図は新勧告によるものであ
る。両方の場合とも、ｌは軌道面、すなわち静止周回軌
道面、２は接線面、３は主発射方向、４は等ラジオ線、
Ｓ、Ｗ、Ｎ、Ｏは南、西、北、東の４つの天空方向であ
る。第１図に示された旧勧告による基準面５は回転対称
に傾斜し、通常のアンテナの主ビームの回転対称性に適
合している。第２図に示された新勧告による基準面６は
、軌道面ｌの方向でのみ所定の傾斜を有する。

第３図は、本発明による衛星通信地上局アンテナの実施
例の側面図である。ここでは原則的に、非対称の、即ち
側方給電（オフセット給電）のグレゴリアンアンテナが
取り扱われる。グレゴリアンアンテナは周波数領域１１
／１４−ＧＨｚのにバンドで動作し、その開口面寸法は
約１．７ｍＸ３．４ｍである。アンテナは回転架台７を
有し、回転架台は運搬車両のプラットホーム８上に取り
付けられる。例えば円形状の走行レール上をアンテナは
その回転架台７と共に方位軸を中心に回転可能である。

アンテナの仰角は、回転架台７下部で舵取りされる調整
ロッド１１により調整される。調整ロッドにはさらに上
部で支持体１２が縦方向に摺動可能に載置されている。

この支持体１２はさらに回転架台７の下部にて舵取りさ
れる。すなわち、図示面に対し垂直に仰角回転軸１３が
通過する個所で舵取りされる。アンテナ自体は楕円主反
射器１４、コルゲートホーン放射器の形の給電装置１５
および副反射器１６からなる。給電装置１５への給電路
にはさらに、給電電源網を含むケース１７、例えば低雑
音受信増幅器および直交モード変換器が接続されている
。給電装置１５、ケース１７および副反射器１６は支持
アーム１８に取付は固定されている。支持アームは輸送
中は、主反射器１４の近傍に配置された継手１９を中心
にして上方または他の方向へ旋回することができる。主
反射器１４と副反射器１６は、例えば金属化ファイバー
グラス製である。

ビームの遮蔽ブロックを回避するため、および副反射器
１６での漏れ作用を低減するために、ホーン放射器給電
装置１５およびダレゴリアン副反射器１６はオフセット
位置に設けられる。

その結果、第１サイドロープも含めて非常に小さなサイ
ドローブが得られる。

実際のアンテナ部分、すなわち主反射器１４、副反射器
Ｉ６およびコルゲートホーン放射器の形の一次給電装置
１５は一体として第ｑ軸２０を中心に回転可能に支承さ
れる。第３軸はアンテナ主ビーム方向に重なるものであ
る。アンテナが軸２０を中心に回転可能であることによ
り、卵形アンテナ開口面ないし近似的に楕円横ＩＦｒ桶
を有する放射ビームが、静止軌道面に関して常時正しく
調整される。アンテナは常に軸２０を中心にして次の状
態になるまで回転される。すなわち、回転軸２０と同じ
である、衛星へのアンテナ主ビーム方向の調整の際に、
発射ビーム横断面の短軸、すなわち開口面の長軸が、衛
星位置での衛星軌道の接線に対して少なくとも近似的に
平行になるまで回転される。ここでは間歇的で緩慢な回
転しか要求されないから、支承部は非常に簡単にかつ安
価に構成することができる。実施例では、回転架台７の
支持体１２には簡単な回転支承部２１が設けられ、この
支承部内に実際のアンテナに対する支持部材２２が保持
される。

本発明による地上局アンテナの駆動の際、例えばドイツ
連邦共和国内では通信衛星が遥か東または西に位置する
ため、大きな楕円軸が非常に傾いた位置をとる。しかし
この事実はアンテナの高さ設計寸法の際に考慮しなけれ
ばならない。

発明の効果本発明により、静止周回軌道上に位置する通信衛星と共
働する衛星通信送地上局アンテナが少なくとも近似的に
楕円横断面を有する放射口−ブを有するようになり、衛
星周回軌道面の方向でのサイドロープ減衰に関してアン
テナが常に最適に調整されるように構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＣＩＲ旧勧告による衛星通信地上アンテナに
対するサイドロープ周波数面の斜視図、第２図はＣＣＩ
Ｒ新勧告による衛星通信地上アンテナに対するサイドロ
ーブ周波数面の斜視図、第３図は本発明による衛星通信
地上局アンテナの実施例の側面図である。１・・・軌道面、２・・・接線面、３・・・主ビーム方
向、４・・・等ラジオ線、５・・・基準面（ＣＣＩＲ旧
勧告）６・・・基準面（ＣＣＩＲ新勧告）、７・・・回
転架台、８・・・プラットホーム、９・・・走行レール
、ＩＯ・・・方位軸、１１・・・調整ロッド、１２・・
・支持体、１３・・・仰角回転軸、１４・・・主反射器
、１５・・・給電装置（コルゲートホーン放射器）、１
６・・・副反射器、１７・・・給電回路網を有するケー
ス、１８・・・支持アーム、１９・・・継手、２ｏ・・
・軸、２１・回転支承部、２２・・・支持部材、Ｓ・・
・南、Ｗ・・・西、Ｎ・・・北、Ｏ・・・東

Claims

【特許請求の範囲】１、給電装置と、楕円形または矩形の開口面を有する反
射器とを備えた衛星通信地上局アンテナであって、該ア
ンテナは回転架台に取り付けられており、前記開口面か
らはアンテナ主ビームとして、少なくとも近似的に楕円
状横断面を有する放射ローブが発射される、衛星通信地
上局アンテナにおいて、アンテナは回転架台（７）に次のように回転可能に支承されている、すなわち、放射ローブ横断面
の短軸、すなわち開口面の長軸が、衛星へのアンテナ主
ビーム方向の調整の際に、衛星位置での衛星軌道の接線
に対して少なくとも近似的に平行になるように支承され
ていることを特徴とする衛星通信地上局アンテナ。２、アンテナを旋回するための回転架台に、少なくとも
近似的な時間−赤緯角支承部が設けられており、開口面
の長軸、すなわち放射ローブ横断面の短軸が時間軸に対
して垂直に調整される請求項１記載のアンテナ。３、アンテナを旋回するための回転架台（７）に、仰角
一方位角支承部が設けられており、軸（２０）としての
アンテナ主発射方向を中心とする回転支承部（２１）が
付加的に設けられている請求項１記載のアンテナ。４、主反射器の反射器（１４）は、１つまたは複数の副
反射器（１６）を有するアンテナである請求項１から３
までのいずれか１項記載のアンテナ。５、給電装置（１５）および場合により副反射器（１６
）は、いわゆるオフセット給電形式に従い、反射器（１
４）により送信の際は発射され、受信の際は捕獲される
ビーム束の側方外側に位置する請求項１から４までのい
ずれか１項記載のアンテナ。６、グレゴリの原理による２重反射器アンテナ、すなわ
ち凹面反射器を副反射器（１６）として使用するように
構成されている請求項４または５記載のアンテナ。７、円筒形反射器が、少なくとも近似的に矩形の開口面
と線源として作用する給電装置を有する請求項１から５
までのいずれか１項記載のアンテナ。８、回転架台（７）は可動の運搬車両に取り付けられて
いる請求項１から８までのいずれか１項記載のアンテナ
。９、給電装置（１５）および場合により副反射器（１６
）はそれらを支持するアーム（１８）と共に、反射器（
１４）の近傍に配置された当該アームの継手（１９）を
中心にして、上方または他の方向に輸送中に旋回可能で
ある請求項１から８までのいずれか１項記載のアンテナ
。１０、開口面の寸法は、周波数領域１１／１４ＧＨｚに
対する設計の際には、約１．７ｍ×３．４ｍである請求
項６、８、９のいずれか１項記載のアンテナ。１１、反射器（１４）および場合により副反射器（１６
）は金属化ファイバーグラス製である請求項１から１０
までのいずれか１項記載のアンテナ。