JPH0486103A - Main scanning antenna for mobile station - Google Patents
Main scanning antenna for mobile stationInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野1
本発明は衛星通@CC3)、衛星放送(BS)における
移動局用の走査アンテナに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application 1] The present invention relates to a scanning antenna for a mobile station in satellite broadcasting (BS).
r従来の技術J
一般に、衛星通@CC3)、衛星放送(BS)において
、衛星と移動局(地球上)との間で電波の送受信を行な
うとき、移動局が衛星を追尾する。rPrior Art J Generally, in satellite broadcasting (BS), when radio waves are transmitted and received between a satellite and a mobile station (on the earth), the mobile station tracks the satellite.
たとえば、自動車のごとき移動体に搭載された移動局の
場合は、これのアンテナを機械的または電子的に走査し
て衛星をとらえる。For example, in the case of a mobile station mounted on a moving object such as a car, satellites are captured by scanning the antenna mechanically or electronically.
かかるアンテナ走査手段について、下記の公知文献l、
2がみられる。Regarding such antenna scanning means, the following known documents l,
2 can be seen.
公知文献l:電子情報通信学会論文誌
E Vol、J71−B No、11 pp、1389
−13921988年11月
「新自動追尾方式を用いた
衛星通信用移動体アンテナシステム」
この文献1に開示された機械的なアンテナ走査手段の場
合、アンテナの仰角を適切な角度に設定し、かかる傾斜
アンテナを動力機械で回転させて仰角と方位0〜380
°に対応させている。Publicly known literature 1: Journal of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers E Vol, J71-B No, 11 pp, 1389
-1392 November 1988 "Mobile antenna system for satellite communication using a new automatic tracking method" In the case of the mechanical antenna scanning means disclosed in this document 1, the elevation angle of the antenna is set to an appropriate angle, and the inclination The antenna is rotated by a power machine to determine the elevation angle and azimuth from 0 to 380.
It corresponds to °.
アンテナ素子としては、プリントスパイラル式のものが
用いられる。A printed spiral type antenna element is used as the antenna element.
公知文献2:電子情報通信学会論文誌
B−II Vol、J72−B−II No、7pp、
323−329 1989年7月「自動車搭載衛星通信
用電子走査アンテナ」この文献2に開示された電子的な
アンテナ走査手段の場合、平面上において薄型のアンテ
ナ素子を多角形に配列し、これらアンテナ素子を電子的
な走査で切り換えて、仰角30〜SO°、方位O〜36
0°に対応させている。Publicly known document 2: Institute of Electronics, Information and Communication Engineers journal B-II Vol, J72-B-II No, 7pp,
323-329 July 1989 "Electronic Scanning Antenna for Automotive Satellite Communication" In the case of the electronic antenna scanning means disclosed in this document 2, thin antenna elements are arranged in a polygonal shape on a plane, and these antenna elements by electronic scanning, elevation angle 30~SO°, azimuth O~36°
It corresponds to 0°.
より具体的には、10〜20個のアンテナ素子を多角形
に配列し、これらアンテナ素子をlθ〜20°の間隔で
方位方向へ電子的に切り換えている。More specifically, 10 to 20 antenna elements are arranged in a polygon, and these antenna elements are electronically switched in the azimuth direction at intervals of lθ to 20°.
アンテナ素子としては、平面的なマイクロストリップ式
のものが用いられる。As the antenna element, a planar microstrip type antenna element is used.
「発明が解決しようとする課題J
公知文献lにみられる機械的なアンテナ走査手段は、こ
れが機械的なものであるゆえ、定期的な点検、保守が不
可欠となり、したがって、使用が長期にわたるときは、
点検、保守に要する費用が嵩んでしまい、過疎地などの
場合は、点検、保守のサービスを受けること自体が困難
となる。``Problem to be Solved by the Invention J Since the mechanical antenna scanning means found in the known literature is mechanical, regular inspection and maintenance are essential, and therefore, when used for a long period of time, ,
Inspection and maintenance costs increase, and in depopulated areas, it becomes difficult to receive inspection and maintenance services.
公知文献2にみられる電子的なアンテナ走査手段は、公
知文献1のごとき点検、保守を要することが少ないが、
アンテナ素子の数が多くなり、これらの電気的な位相を
方位にごとに揃えて切り換えるための切換回路が複雑に
なる。Although the electronic antenna scanning means shown in Publication Document 2 does not require much inspection and maintenance as in Publication Document 1,
The number of antenna elements increases, and the switching circuit for aligning and switching the electrical phases for each direction becomes complex.
しかも、公知文献2で用いられるマイクロストリップア
ンテナの場合、放射面を直上に向けたときに最も指向性
が鋭くなり、利得が高くなるのに対し、これを80°未
満の仰角(30〜50°)に設定して衛星と対応させて
いるので、複数のアンテナ素子を合成しているにも拘ら
ず、利得が低いものになってしまう。Moreover, in the case of the microstrip antenna used in Publication Document 2, the directivity is the sharpest and the gain is highest when the radiation surface is directed directly upward. ) to correspond to the satellite, the gain will be low even though multiple antenna elements are combined.
本発明はこのような技術的課題に鑑み、点検、保守を殆
ど要しない電子的な走査手段が採用できるのはもちろん
、走査用の切換回路を簡潔化し。In view of these technical problems, the present invention not only allows the adoption of an electronic scanning means that requires almost no inspection or maintenance, but also simplifies the switching circuit for scanning.
アンテナ素子の利得を有効に活用することのできる移動
局用走査アンテナを提供しようとするものである。It is an object of the present invention to provide a scanning antenna for a mobile station that can effectively utilize the gain of an antenna element.
1課題を解決するための手段J
本発明に係る移動局用走査アンテナは、所期の目的を達
成するため、−点で互いに交差する複数かつ奇数のほぼ
水平な線分上に、複数個のヘリカル型アンテナ素子がそ
れぞれ90°未満の仰角で配置されて複数列のアンテナ
アレイが構成され、これらアンテナアレイにおける各ア
ンテナ素子が。1 Means for Solving the Problem J In order to achieve the intended purpose, the scanning antenna for a mobile station according to the present invention has a plurality of antennas arranged on a plurality of odd number of substantially horizontal line segments that intersect with each other at - points. Helical antenna elements are each arranged at an elevation angle of less than 90° to form a multi-row antenna array, each antenna element in the antenna array.
各アンテナアレイごとに、交互に逆向きとなっているこ
とを特徴とする。Each antenna array is characterized by alternately oriented in opposite directions.
1作用J
本発明に係る移動局用走査アンテナの場合、はじめに、
各アンテナ素子への給電位相を設定しておけば、以後こ
れを変更する必要はなく、単にアンテナアレイを切り換
えるだけの走査により、方位0〜360°の範囲におい
て衛星を追尾することができる。1 Effect J In the case of the mobile station scanning antenna according to the present invention, first,
Once the feeding phase to each antenna element is set, there is no need to change it from now on, and the satellite can be tracked in the range of azimuths from 0 to 360 degrees by scanning simply by switching the antenna array.
しかも、本発明に係る移動局用走査アンテナの場合、各
アンテナ素子が傾斜しており、各アンテナアレイごとに
、各アンテナ素子の傾斜方向が逆向きとなっているので
、これらアンテナアレイの交差点付近で各アンテナ素子
が衝突し合うこともなく、高利得が得られる。Moreover, in the case of the mobile station scanning antenna according to the present invention, each antenna element is inclined, and the direction of inclination of each antenna element is opposite for each antenna array, so that near the intersection of these antenna arrays Therefore, each antenna element does not collide with each other, and high gain can be obtained.
r実 施 例」
本発明に係る移動局用走査アンテナの実施例につき、第
1図〜第4図を参照して説明する。Embodiment Embodiments of the mobile station scanning antenna according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
図において、11は略水平なアンテナ取付面(水平面も
含む)を有するアンテナ取付体を示し、21+ 、21
2.213.214,215はアンテナ取付体11の取
付面上に設けられた複数列(奇数)のアンテナアレイを
示し、31は各アンテナアレイ211〜215を構成す
る際の単位アンテナであるヘリカル型のアンテナ素子を
それぞれ示す。In the figure, 11 indicates an antenna mounting body having a substantially horizontal antenna mounting surface (including a horizontal surface), 21+, 21
2.213.214, 215 indicates a plurality of rows (odd number) of antenna arrays provided on the mounting surface of the antenna mounting body 11, and 31 indicates a helical type unit antenna when configuring each antenna array 211 to 215. The antenna elements of are shown respectively.
上記において、アンテナ取付体11上に設けられた各ア
ンテナアレイ211〜215は、各アンテナ素子3!の
並ぶ線分が一点で互いに交差しており、かつ、90°未
満の仰角(40〜50°)で配列された各アンテナ素子
31が、各アンテナアレイ21+ 〜215ごとに、交
互に逆向きとなっている。In the above, each antenna array 211 to 215 provided on the antenna mounting body 11 includes each antenna element 3! The line segments lined up intersect with each other at one point, and the antenna elements 31 arranged at an elevation angle of less than 90 degrees (40 to 50 degrees) are arranged in alternate directions in opposite directions for each antenna array 21+ to 215. It has become.
上記において、ヘリカル型アンテナ素子31は、公知な
いし周知のものからなり、これは、たとえば、円管軸の
外周に互いに逆に螺旋巻きされた導線(コイル)を一対
とし、これの中央より給電するようにしたものである。In the above, the helical antenna element 31 is made of a publicly known or well-known element, for example, a pair of conducting wires (coils) wound spirally in opposite directions around the outer periphery of a circular tube shaft, and feeding power from the center of the pair. This is how it was done.
本発明に係る移動局用走査アンテナ、すなわち、アンテ
ナアレイ211〜215を有するアンテナ取付体11の
場合、−例として、自動車(移動体)に搭載された移動
局用として装備され、他側として、船舶、航空機、その
他の移動体に搭載された移動局用として装備され、かく
て、所要の衛星通!(C5)、衛星放送(BS)に供さ
れるが、この際の具体的−例は以下の通りである。In the case of the scanning antenna for a mobile station according to the present invention, that is, the antenna mounting body 11 having the antenna arrays 211 to 215, - for example, it is installed as a mobile station mounted on a car (mobile body), and on the other side: It is equipped for mobile stations aboard ships, aircraft, and other moving objects, thus providing the required satellite communications! (C5) is provided for satellite broadcasting (BS), and a specific example of this is as follows.
第4図に例示したアンテナ素子31の場合、これの利得
G、半値幅B (dog)は、下記(1)(2)式のよ
うになる。In the case of the antenna element 31 illustrated in FIG. 4, its gain G and half-width B (dog) are expressed by the following equations (1) and (2).
G冒15・(C/入)2 X (nS/入) −−−−
−−−−(L)B=52/((C/ 入)・vT77■
])”””(2)第4図、(1) (2)式における各
記号は、つぎの意味合いをあられす。G effect 15・(C/in) 2 X (nS/in) -----
-----(L)B=52/((C/in)・vT77■
])""" (2) Each symbol in Figure 4 and formulas (1) and (2) has the following meaning.
d:ヘリカルアンテナのコイル直径(mid)S:ヘリ
カルアンテナのコイル巻きピッチ(層重)C:コイルシ
ー巻きあたりの長さ(層重)(C=πd)
入:波長(脂層)
(1,f3GHzのとき、λ= 187.5mm )n
:コイルの巻数
上記において、d−48層蓋φ、素子の長さ一104腸
腸(第2図、第3図のL)とし、S+34.8sn、n
*3λ= 187.5m層とした場合、ヘリカル型アン
テナ素子31は、単体における利得G、半値幅Bが、そ
れぞれG = 5.4すなわち7.3dB、B=E16
.?すなわち約87°となる。d: Coil diameter of helical antenna (mid) S: Coil winding pitch (layer weight) of helical antenna C: Length per coil winding (layer weight) (C=πd) In: Wavelength (fat layer) (1, f3GHz When λ=187.5mm)n
: Number of coil turns In the above, d-48 layer lid φ, element length -104 (L in Figures 2 and 3), S + 34.8 sn, n
*3 When λ = 187.5 m layer, the gain G and half width B of the helical antenna element 31 alone are G = 5.4, that is, 7.3 dB, and B = E16.
.. ? That is, it is approximately 87°.
前記アンテナ取付体上11の取付面(第2図、第3図の
外径D=lli70■■φ)において、かかるアンテナ
素子31を、6個ずつ、かつ、仰角45°にして第1図
〜第3図のように配列した場合、各アンテナアレイ21
1〜215の利得は、アンテナ素子31の単体による利
得と、これら複数素子による利得との和になり、その値
は約15dBとなる。On the mounting surface of the antenna mounting body 11 (outer diameter D=lli70 φ in FIGS. 2 and 3), six antenna elements 31 are installed at a time, and the elevation angle is 45°, as shown in FIGS. When arranged as shown in Fig. 3, each antenna array 21
The gain of 1 to 215 is the sum of the gain of the antenna element 31 alone and the gain of these multiple elements, and its value is about 15 dB.
このとき、第1図に示す方位の半値角θHは約87°で
あり、第2図、第3図に示す仰角の半値角θνは約to
’である。At this time, the half-value angle θH of the azimuth shown in FIG. 1 is about 87°, and the half-value angle θν of the elevation angle shown in FIGS. 2 and 3 is about to
'is.
さらに、第2図、第3図において、各アンテナ素子31
の高さhは、ha101+gmである。Furthermore, in FIGS. 2 and 3, each antenna element 31
The height h is ha101+gm.
上述したように、方位の半値角θHは87°であるから
、図示例のごとく、それぞれ6個のアンテナ素子31に
より5列のアンテナアレイ211〜215を構成した場
合、 θ〜360 °の範囲において12dB以上の利
得が得られることになる。As mentioned above, the half-value angle θH of the azimuth is 87°, so when the antenna arrays 211 to 215 are configured in five rows with six antenna elements 31 each as shown in the illustrated example, in the range of θ to 360°. A gain of 12 dB or more can be obtained.
本発明に係る移動局用走査アンテナの場合、はじめに、
各アンテナ素子31への給電位相を設定しておけば、以
後これを変更する必要はなく、単にアンテナアレイ21
1〜21sを切り換えるだけで方位360°の範囲を走
査することができる。In the case of the mobile station scanning antenna according to the present invention, first,
Once the feeding phase to each antenna element 31 has been set, there is no need to change it from now on; simply
A range of 360° in azimuth can be scanned by simply switching between 1 and 21 seconds.
したがって、当該走査アンテナの場合、複雑な位相切換
回路を要しない。Therefore, the scanning antenna does not require a complicated phase switching circuit.
さらに、本発明に係る移動局用走査アンテナの場合、各
アンテナ素子31を傾斜させて配置し、かつ、各アンテ
ナアレイ21.〜21sごとに、これらの傾斜方向を逆
向きにしているので、これらアンテナアレイ211〜2
1sの交差点付近で各アンテナ素子31が衝突し合うこ
ともない。Furthermore, in the case of the mobile station scanning antenna according to the present invention, each antenna element 31 is arranged at an angle, and each antenna array 21. Since these antenna arrays 211 to 2 are reversed every 21 seconds,
The antenna elements 31 do not collide with each other near the intersection 1s.
したがって、当該走査アンテナの場合、各アンテナアレ
イを互いに平行並列させるものと比べ、アンテナアレイ
相互の結合も軽減される。Therefore, in the case of the scanning antenna, coupling between the antenna arrays is also reduced compared to an antenna array in which the antenna arrays are arranged in parallel with each other.
なお、図示例では、アンテナアレイを5列にしたが、利
得が小さくてよい場合は、アンテナアレイ数を図示例よ
りも減じ、逆に、より大きな利得を要する場合は、アン
テナアレイ数を図示例よりも増す。In the illustrated example, the antenna array is arranged in five columns, but if a small gain is sufficient, the number of antenna arrays can be reduced from the illustrated example; conversely, if a larger gain is required, the number of antenna arrays can be reduced from the illustrated example. increase more than
同様に、アンテナアレイにおける各アンテナ素子数も必
要に応じて増減する。Similarly, the number of each antenna element in the antenna array is increased or decreased as necessary.
その他、アンテナ素子の反射板(第4図参照)について
は、これが素子軸と直交し、所要の指向性と近似するの
で、前記傾斜配置する際の誤差を吸収するために、余裕
を見こんでおくのが望ましい。In addition, regarding the reflector of the antenna element (see Figure 4), since this is orthogonal to the element axis and approximates the required directivity, allowance should be made to absorb the error caused by the above-mentioned tilted arrangement. It is preferable to leave it there.
r発明の効果J
以上説明した通り、本発明に係る移動局用走査アンテナ
は、仰角90°未満の各ヘリカル型アンテナ素子による
複数列のアンテナアレイが一点で互いに交差しており、
これらアンテナアレイにおける各アンテナ素子が、各ア
ンテナアレイごとに、交互に逆向きとなっているから、
点検、保守を要することの少ない電子的な走査手段を採
用することができるほか、これらアンテナアレイの切換
回路も簡潔化することができ、その上、アンテナ素f−
の利得を有効に活用するができる。Effects of the Invention J As explained above, in the scanning antenna for a mobile station according to the present invention, a plurality of rows of antenna arrays each made up of helical antenna elements having an elevation angle of less than 90° intersect with each other at one point,
Since each antenna element in these antenna arrays is alternately oriented in opposite directions for each antenna array,
In addition to being able to employ electronic scanning means that requires less inspection and maintenance, the switching circuits of these antenna arrays can also be simplified, and in addition, the antenna element f-
The gains can be effectively utilized.
第1図は本発明に係る移動局用走査アンテナの一実施例
を略本した平面図、第2図は第1図におけるn−n線の
矢示図、第3図は第1図におむするm−■線の矢示図、
第4図は本発明におけるアンテナ素子を略本した説明図
である。
11・・・・・・アンテナ取付体
211〜215・・・・・・
31・・・・・・アンテナ素子
代理人 弁理上 斎 藤 義 雄
2、へ
7、べFIG. 1 is a schematic plan view of an embodiment of a scanning antenna for a mobile station according to the present invention, FIG. 2 is an arrow diagram of the nn line in FIG. An arrow diagram of the connecting m-■ line,
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of an antenna element according to the present invention. 11... Antenna mounting bodies 211 to 215... 31... Antenna element agent Yoshio Saito 2, 7,
Claims (1)
に、複数個のヘリカル型アンテナ素子がそれぞれ90゜
未満の仰角で配置されて複数列のアンテナアレイが構成
され、これらアンテナアレイにおける各アンテナ素子が
、各アンテナアレイごとに、交互に逆向きとなっている
ことを特徴とする移動局用走査アンテナ。A plurality of helical antenna elements are arranged at an elevation angle of less than 90 degrees on a plurality of odd number of substantially horizontal line segments that intersect with each other at one point, forming a plurality of rows of antenna arrays. A scanning antenna for a mobile station, characterized in that elements are alternately oriented in opposite directions for each antenna array.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2201625A JPH0486103A (en) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | Main scanning antenna for mobile station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2201625A JPH0486103A (en) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | Main scanning antenna for mobile station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0486103A true JPH0486103A (en) | 1992-03-18 |
Family
ID=16444170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2201625A Pending JPH0486103A (en) | 1990-07-30 | 1990-07-30 | Main scanning antenna for mobile station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0486103A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009267768A (en) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Toko Inc | Directional bar antenna |
-
1990
- 1990-07-30 JP JP2201625A patent/JPH0486103A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009267768A (en) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Toko Inc | Directional bar antenna |
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