JPH07111416A - 衛星放送受信用平面アレーアンテナ - Google Patents
衛星放送受信用平面アレーアンテナInfo
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- JPH07111416A JPH07111416A JP5277891A JP27789193A JPH07111416A JP H07111416 A JPH07111416 A JP H07111416A JP 5277891 A JP5277891 A JP 5277891A JP 27789193 A JP27789193 A JP 27789193A JP H07111416 A JPH07111416 A JP H07111416A
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- H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
- H01Q1/325—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the location of the antenna on the vehicle
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- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- 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
- H01Q3/04—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 one co-ordinate of the orientation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
- Waveguide Connection Structure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
〔目的〕 チルト角を有する平面アレーアンテナ本体
と、このアンテナ本体に給電部を介して結合されるコン
バータと、方位角方向の追尾のためにアンテナ本体をほ
ぼ水平面内に回転させる回転機構とが最適に組合せられ
た衛星放送受信用平面アレーアンテナを提供する。 〔構成〕 平面アレーアンテナ本体(10)は、回転の中心
に給電部(13)が形成された中央給電型の構造を有する。
コンバータ(20)は、マイクロストリップ線路(21a) が形
成された誘電体基板(21)とこの基板を収容する筐体(22)
とを備え、アンテナ本体(10)の下方に固定されると共に
この本体を支持する。給電部は、先端部分がアンテナ本
体(20)との間に間隙を形成しながらその内部に挿入さ
れ、中央部分がコンバータの筐体(22)を貫通すると共に
根元部分がマイクロストリップ線路(21a) に結合される
絶縁被覆を有する給電プローブ(13)を備えている。上記
回転機構は、コンバータ(20)の外側においてアンテナ本
体(20)の底部から下方に突出する円筒体(31)と、この円
筒体(31)に回転力を与える駆動機構とを備える。
と、このアンテナ本体に給電部を介して結合されるコン
バータと、方位角方向の追尾のためにアンテナ本体をほ
ぼ水平面内に回転させる回転機構とが最適に組合せられ
た衛星放送受信用平面アレーアンテナを提供する。 〔構成〕 平面アレーアンテナ本体(10)は、回転の中心
に給電部(13)が形成された中央給電型の構造を有する。
コンバータ(20)は、マイクロストリップ線路(21a) が形
成された誘電体基板(21)とこの基板を収容する筐体(22)
とを備え、アンテナ本体(10)の下方に固定されると共に
この本体を支持する。給電部は、先端部分がアンテナ本
体(20)との間に間隙を形成しながらその内部に挿入さ
れ、中央部分がコンバータの筐体(22)を貫通すると共に
根元部分がマイクロストリップ線路(21a) に結合される
絶縁被覆を有する給電プローブ(13)を備えている。上記
回転機構は、コンバータ(20)の外側においてアンテナ本
体(20)の底部から下方に突出する円筒体(31)と、この円
筒体(31)に回転力を与える駆動機構とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車載用などとして利用
される衛星放送受信用平面アレーアンテナに関するもの
である。
される衛星放送受信用平面アレーアンテナに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年の衛星放送の普及に伴い、車載用の
衛星放送受信用アンテナが多数検討されている。この種
の車載用アンテナについては、これが高さ制限のある路
上を走行する車両の頂部に取り付けられることから、そ
の取り付け高さをいかに低減するかが重要な技術課題の
一つとなる。また、この衛星放送受信用アンテナは限ら
れた面積の車両の頂部に設置されることから、その取り
付け面積をいかに低減するかも重要な技術的課題の一つ
である。衛星放送受信用アンテナの取り付け高さの低減
を図るために、チルト角を有する平面アレーアンテナを
車両の頂部に水平に取り付ける構造が有利と考えられて
いる。この種の平面アレーアンテナから放射される主ビ
ームは、この平面アレーアンテナの法線方向からチルト
角だけずれた方向に放射される。
衛星放送受信用アンテナが多数検討されている。この種
の車載用アンテナについては、これが高さ制限のある路
上を走行する車両の頂部に取り付けられることから、そ
の取り付け高さをいかに低減するかが重要な技術課題の
一つとなる。また、この衛星放送受信用アンテナは限ら
れた面積の車両の頂部に設置されることから、その取り
付け面積をいかに低減するかも重要な技術的課題の一つ
である。衛星放送受信用アンテナの取り付け高さの低減
を図るために、チルト角を有する平面アレーアンテナを
車両の頂部に水平に取り付ける構造が有利と考えられて
いる。この種の平面アレーアンテナから放射される主ビ
ームは、この平面アレーアンテナの法線方向からチルト
角だけずれた方向に放射される。
【０００３】車載用アンテナでは、これが車両の移動に
伴って時々刻々変化する放送衛星を常時捕捉できるよう
に、その方位角と仰角とを制御する自動追尾機構が必要
になる。この自動追尾機構は、受信システム全体の製造
費用の相当部分を占めるだけでなく、アンテナの取り付
け高さや取り付け面積をも増大させるという問題がある
ため、これをいかに簡略化するかが重要な技術課題の一
つである。方位角の変化は、車両の移動に伴い360 o に
わたって生じるので、方位角方向の追尾を機械的な回転
機構で実現することが現実的と考えられる。これとは対
照的に、仰角の変化は、緯度や、車両の水平面からの傾
き、すなわち±５°程度の道路の傾斜に伴って生ずるも
のであるため、その変化範囲は比較的限定されている。
このため、アンテナの仰角方向の指向性を予め広めに設
定しておくことにより、仰角方向の機械的追尾を行わな
い仰角方向無追尾方式、すなわち、方位角方向の追尾の
みを行う一軸追尾方式を採用することにより、受信シス
テム全体の経済化を図ることが有利と考えられている。
伴って時々刻々変化する放送衛星を常時捕捉できるよう
に、その方位角と仰角とを制御する自動追尾機構が必要
になる。この自動追尾機構は、受信システム全体の製造
費用の相当部分を占めるだけでなく、アンテナの取り付
け高さや取り付け面積をも増大させるという問題がある
ため、これをいかに簡略化するかが重要な技術課題の一
つである。方位角の変化は、車両の移動に伴い360 o に
わたって生じるので、方位角方向の追尾を機械的な回転
機構で実現することが現実的と考えられる。これとは対
照的に、仰角の変化は、緯度や、車両の水平面からの傾
き、すなわち±５°程度の道路の傾斜に伴って生ずるも
のであるため、その変化範囲は比較的限定されている。
このため、アンテナの仰角方向の指向性を予め広めに設
定しておくことにより、仰角方向の機械的追尾を行わな
い仰角方向無追尾方式、すなわち、方位角方向の追尾の
みを行う一軸追尾方式を採用することにより、受信シス
テム全体の経済化を図ることが有利と考えられている。
【０００４】上記一軸追尾方式の実現を図った衛星放送
受信用平面アレーアンテナが、1993年５月に開催された
電子情報通信学会技術研究報告において広川らによって
報告された" 車載用衛星放送受信１層構造漏れ波導波管
スロットアレーアンテナ" と題する論文(A・P93-25) に
記載されている。この論文には、図５に斜視図で示すよ
うな構造の中央給電型の漏れ波導波管スロットアレーア
ンテナが記載されている。すなわち、互いに平行に隣接
して配置された１２本の放射導波管１１Ａ〜１１Ｌと、
各放射導波管に放射電力を供給するＴ字形状の給電導波
管１２とからスロットアレーアンテナ本体が形成されて
いる。Ｔ字形状の給電導波管１２は、各放射導波管の一
端部との間に結合窓を形成しながらそれぞれの配列方向
に延長される第１の部分１２Ａと、このアンテナ本体の
方位角方向の回転中心位置に形成された給電プローブ１
３から第１の部分１２Ａの中央部分まで延長されＴ分岐
を形成しながらこれに結合される第２の部分１２Ｂとか
ら構成されている。放射導波管１１Ａ〜１１Ｌのそれぞ
れは、同一のオフセット量を有するクロススロット１４
が管軸方向に適宜な個数、例えば１３個乃至１７個の範
囲にわたって形成された漏れ波導波管から構成されてお
り、52o のチルト角方向を中心として±５°前後のビー
ム幅が実現される。
受信用平面アレーアンテナが、1993年５月に開催された
電子情報通信学会技術研究報告において広川らによって
報告された" 車載用衛星放送受信１層構造漏れ波導波管
スロットアレーアンテナ" と題する論文(A・P93-25) に
記載されている。この論文には、図５に斜視図で示すよ
うな構造の中央給電型の漏れ波導波管スロットアレーア
ンテナが記載されている。すなわち、互いに平行に隣接
して配置された１２本の放射導波管１１Ａ〜１１Ｌと、
各放射導波管に放射電力を供給するＴ字形状の給電導波
管１２とからスロットアレーアンテナ本体が形成されて
いる。Ｔ字形状の給電導波管１２は、各放射導波管の一
端部との間に結合窓を形成しながらそれぞれの配列方向
に延長される第１の部分１２Ａと、このアンテナ本体の
方位角方向の回転中心位置に形成された給電プローブ１
３から第１の部分１２Ａの中央部分まで延長されＴ分岐
を形成しながらこれに結合される第２の部分１２Ｂとか
ら構成されている。放射導波管１１Ａ〜１１Ｌのそれぞ
れは、同一のオフセット量を有するクロススロット１４
が管軸方向に適宜な個数、例えば１３個乃至１７個の範
囲にわたって形成された漏れ波導波管から構成されてお
り、52o のチルト角方向を中心として±５°前後のビー
ム幅が実現される。
【０００５】上記論文によれば、図５に示した中央給電
型の構造では、回転中心に配置される給電プローブ１３
による給電部をロータリージョイントなどによって構成
することにより、アンテナ本体の下方においてこの給電
部に接続されるコンバータを固定したまま一軸追尾の際
にアンテナだけをほぼ水平な面内に回転できるという利
点が示唆されている。
型の構造では、回転中心に配置される給電プローブ１３
による給電部をロータリージョイントなどによって構成
することにより、アンテナ本体の下方においてこの給電
部に接続されるコンバータを固定したまま一軸追尾の際
にアンテナだけをほぼ水平な面内に回転できるという利
点が示唆されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記広川らの論文によ
れば、中央給電型のアンテナ構造とロータリージョイン
ト構造の給電部とを採用することにより、アンテナ本体
のみを回転可能とする構成が示唆されている。しかしな
がら、そのような構成に関し最適なものを実現するに
は、なお十分な検討が必要である。すなわち、このよう
な中央給電型のアンテナでは、その中心部分が給電系と
回転のための機械系のいずれについても重要な箇所であ
るため、ここに両系統が集中・錯綜してしまう。電気と
機械の両系統の錯綜を回避しようとすれば、電気特性も
機械特性も不十分になってしまう。例えば、ロータリー
ジョイント構造の給電部とコンバータとの間を可撓性の
同軸ケーブルで接続する構造にしたとすれば、コンバー
タを中心部分から逃がしてここに回転のための機械系を
集中できるが、信号の周波数が１２ＧＨz 程度と高いた
め、同軸ケーブルを長くすると伝播損失が増大し、Ｓ／
Ｎの劣化を招くという問題がある。逆に、アンテナ本体
の中心部分にコンバータを固定したとすれば、このコン
バータが邪魔になるため電動機の回転軸をアンテナ本体
の回転中心に結合させるという慣用的な回転機構を採用
できないという難点がある。従って、本発明の目的は、
中央給電型のアンテナ構造と、ロータリージョイント構
造の給電部と、回転機構とが最適に組合せられた構造の
中央給電型の平面アレーアンテナを提供することにあ
る。
れば、中央給電型のアンテナ構造とロータリージョイン
ト構造の給電部とを採用することにより、アンテナ本体
のみを回転可能とする構成が示唆されている。しかしな
がら、そのような構成に関し最適なものを実現するに
は、なお十分な検討が必要である。すなわち、このよう
な中央給電型のアンテナでは、その中心部分が給電系と
回転のための機械系のいずれについても重要な箇所であ
るため、ここに両系統が集中・錯綜してしまう。電気と
機械の両系統の錯綜を回避しようとすれば、電気特性も
機械特性も不十分になってしまう。例えば、ロータリー
ジョイント構造の給電部とコンバータとの間を可撓性の
同軸ケーブルで接続する構造にしたとすれば、コンバー
タを中心部分から逃がしてここに回転のための機械系を
集中できるが、信号の周波数が１２ＧＨz 程度と高いた
め、同軸ケーブルを長くすると伝播損失が増大し、Ｓ／
Ｎの劣化を招くという問題がある。逆に、アンテナ本体
の中心部分にコンバータを固定したとすれば、このコン
バータが邪魔になるため電動機の回転軸をアンテナ本体
の回転中心に結合させるという慣用的な回転機構を採用
できないという難点がある。従って、本発明の目的は、
中央給電型のアンテナ構造と、ロータリージョイント構
造の給電部と、回転機構とが最適に組合せられた構造の
中央給電型の平面アレーアンテナを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の衛星放送受信用
平面アレーアンテナによれば、平面アレーアンテナ本体
は、回転の中心に給電部が形成された中央給電型の構造
を有している。コンバータは、マイクロストリップ線路
が形成された誘電体基板と、この誘電体基板を収容する
筐体とを備え、平面アレーアンテナ本体の下方に固定さ
れると共に平面アレーアンテナ本体を回転自在に支持す
る。給電部は、先端部分がアンテナ本体との間に間隙を
形成しながらその内部に挿入され、中央部分がコンバー
タの筐体を貫通すると共に、根元部分がこのコンバータ
の誘電体基板上に形成されたマイクロストリップ線路に
結合される絶縁被覆を有する給電プローブを備えてい
る。更に、方位角方向の追尾のための回転機構は、コン
バータの外側においてアンテナ本体の底部から下方に突
出する円筒体と、この円筒体に回転力を付える駆動機構
とを備えている。
平面アレーアンテナによれば、平面アレーアンテナ本体
は、回転の中心に給電部が形成された中央給電型の構造
を有している。コンバータは、マイクロストリップ線路
が形成された誘電体基板と、この誘電体基板を収容する
筐体とを備え、平面アレーアンテナ本体の下方に固定さ
れると共に平面アレーアンテナ本体を回転自在に支持す
る。給電部は、先端部分がアンテナ本体との間に間隙を
形成しながらその内部に挿入され、中央部分がコンバー
タの筐体を貫通すると共に、根元部分がこのコンバータ
の誘電体基板上に形成されたマイクロストリップ線路に
結合される絶縁被覆を有する給電プローブを備えてい
る。更に、方位角方向の追尾のための回転機構は、コン
バータの外側においてアンテナ本体の底部から下方に突
出する円筒体と、この円筒体に回転力を付える駆動機構
とを備えている。
【０００８】
【作用】まず、漏れ波導波管スロットアレーアンテナな
どによって形成される平面アレーアンテナ本体を、図５
に示したような中央給電型の構造とすることにより、コ
ンバータを固定したまま平面アレーアンテナ本体のみを
回転可能とするための条件が整えられる。具体的には、
先端側がアンテナ本体の回転中心位置に挿入される給電
プローブの根元側をコンバータの誘電体基板上に形成し
たマイクロストリップ線路に結合することにより、アン
テナ本体とコンバータとの距離が最短で、しかも最も単
純な同軸構造の伝送路によって接続される。この結果、
挿入損失が最小で設計も簡単な給電機構が実現される。
また、給電プローブを貫通させるコンバータの筐体にア
ンテナ本体を回転自在に支持させると共に、駆動機構を
アンテナ本体の中心部分に固定されるコンバータの外側
に逃がすことにより、アンテナ中心部分に集中しがちな
給電系と機械系の錯綜が効果的に回避され、電気特性も
機械特性も優れた最適の構造が実現される。
どによって形成される平面アレーアンテナ本体を、図５
に示したような中央給電型の構造とすることにより、コ
ンバータを固定したまま平面アレーアンテナ本体のみを
回転可能とするための条件が整えられる。具体的には、
先端側がアンテナ本体の回転中心位置に挿入される給電
プローブの根元側をコンバータの誘電体基板上に形成し
たマイクロストリップ線路に結合することにより、アン
テナ本体とコンバータとの距離が最短で、しかも最も単
純な同軸構造の伝送路によって接続される。この結果、
挿入損失が最小で設計も簡単な給電機構が実現される。
また、給電プローブを貫通させるコンバータの筐体にア
ンテナ本体を回転自在に支持させると共に、駆動機構を
アンテナ本体の中心部分に固定されるコンバータの外側
に逃がすことにより、アンテナ中心部分に集中しがちな
給電系と機械系の錯綜が効果的に回避され、電気特性も
機械特性も優れた最適の構造が実現される。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例の衛星放送受信用漏
れ波導波管スロットアレーアンテナの給電周辺の構造を
示す部分断面、図２は図１の給電部周辺の部分拡大図、
図３は全体の平面図である。１０は平面アレーアンテナ
本体であり、この実施例では、図５に示した中央給電型
の漏れ波導波管スロットアレーアンテナと同一の構造を
有している。２０はコンバータであり、これはマイクロ
ストリップ線路が形成された誘電体基板２１と、この誘
電体基板２１を収容する金属製の筐体２２とを備えてい
る。このコンバータ２０は、レドーム４０の底面４１上
に固定されている。１３は給電部を構成する給電プロー
ブであり、これは、円柱形状の中心ピン１３ａと、この
中心ピンを被覆する円筒形状の絶縁被覆１３ｂとから構
成されている。
れ波導波管スロットアレーアンテナの給電周辺の構造を
示す部分断面、図２は図１の給電部周辺の部分拡大図、
図３は全体の平面図である。１０は平面アレーアンテナ
本体であり、この実施例では、図５に示した中央給電型
の漏れ波導波管スロットアレーアンテナと同一の構造を
有している。２０はコンバータであり、これはマイクロ
ストリップ線路が形成された誘電体基板２１と、この誘
電体基板２１を収容する金属製の筐体２２とを備えてい
る。このコンバータ２０は、レドーム４０の底面４１上
に固定されている。１３は給電部を構成する給電プロー
ブであり、これは、円柱形状の中心ピン１３ａと、この
中心ピンを被覆する円筒形状の絶縁被覆１３ｂとから構
成されている。
【００１０】図２の部分拡大図を参照すれば、給電プロ
ーブ１３は、その先端部分が平面アレーアンテナ本体１
０との間に微小な空隙を形成しながらその給電導波管の
第２の部分１２Ｂの内部に挿入されている。給電プロー
ブ１３の中央部分はコンバータの筐体２２を貫通し、そ
の根元部分がコンバータ２０の誘電体基板２１上に形成
されたマイクロストリップ線路２１ａの上に直立状態で
ハンダ付けと接着により接合されている。給電プローブ
１３の中央部分を貫通させるコンバータの筐体２２は、
給電プローブ１３を軸芯方向に圧縮しながら保持する円
筒部２２ａと、この円筒部分２２ａの先端部分に形成さ
れ、絶縁性シート２２ｃを介在させながら平面アレーア
ンテナ本体１０を回転自在に支持するフランジ部２２ｂ
とを備えている。このフランジ部２２ｂの直径は、受信
信号の波長のほぼ半分に等しい値に設定されている。
ーブ１３は、その先端部分が平面アレーアンテナ本体１
０との間に微小な空隙を形成しながらその給電導波管の
第２の部分１２Ｂの内部に挿入されている。給電プロー
ブ１３の中央部分はコンバータの筐体２２を貫通し、そ
の根元部分がコンバータ２０の誘電体基板２１上に形成
されたマイクロストリップ線路２１ａの上に直立状態で
ハンダ付けと接着により接合されている。給電プローブ
１３の中央部分を貫通させるコンバータの筐体２２は、
給電プローブ１３を軸芯方向に圧縮しながら保持する円
筒部２２ａと、この円筒部分２２ａの先端部分に形成さ
れ、絶縁性シート２２ｃを介在させながら平面アレーア
ンテナ本体１０を回転自在に支持するフランジ部２２ｂ
とを備えている。このフランジ部２２ｂの直径は、受信
信号の波長のほぼ半分に等しい値に設定されている。
【００１１】図１と図３を参照すれば、回転機構は、レ
ドーム４０の底面４１上に固定されたコンバータ２０の
外側において平面アレーアンテナ本体１０の底部から下
方に突出する円筒体３１と、この円筒体に回転力を与え
る駆動機構とから構成されている。円筒体３１は、その
外周面に円周方向に所定ピッチで山と谷とが形成されて
いるが、これは平坦な外周面上にタイミングベルトを接
着固定することなどにより実現される。図３の平面図を
参照すれば、駆動機構は、円筒体３１の外周面と歯合す
るタイミングベルト３４と、円筒体３１の外部において
タイミングベルトと歯合するプーリー３３と、このプー
リー３３を回転させる電動機３２とから構成されてい
る。なお、図３において、４１はレドーム４０の側壁で
あり、この上に蓋体が固定されることにより、レドーム
４０内が防風、防湿、防塵状態に保たれる。
ドーム４０の底面４１上に固定されたコンバータ２０の
外側において平面アレーアンテナ本体１０の底部から下
方に突出する円筒体３１と、この円筒体に回転力を与え
る駆動機構とから構成されている。円筒体３１は、その
外周面に円周方向に所定ピッチで山と谷とが形成されて
いるが、これは平坦な外周面上にタイミングベルトを接
着固定することなどにより実現される。図３の平面図を
参照すれば、駆動機構は、円筒体３１の外周面と歯合す
るタイミングベルト３４と、円筒体３１の外部において
タイミングベルトと歯合するプーリー３３と、このプー
リー３３を回転させる電動機３２とから構成されてい
る。なお、図３において、４１はレドーム４０の側壁で
あり、この上に蓋体が固定されることにより、レドーム
４０内が防風、防湿、防塵状態に保たれる。
【００１２】図５に示す放射導波管１１Ａ〜１１Ｌで受
信され、給電導波管１２内を伝播してきた電波は図２に
示す給電プローブ１３に到達し、その先端部分と結合す
る。給電プローブ１３の中間部分は、その中心ピン１３
ａを内部導体とし、筐体２１の円筒部２２ａを外部導体
とする同軸線路を形成している。従って、給電プローブ
１３の先端側は、導波管モードで伝播してきた電波を同
軸モードの電波に変換する導波管／同軸モード変換器と
して機能する。これに対して、給電プローブ１３の根元
側は、プローブ１３の中央部分を同軸モードで伝播して
きた電波をマイクロストリップ・モードの伝播モードに
変換しながらマイクロストリップ線路に伝達する同軸／
マイクロストリップ・モード変換器として機能する。こ
のマイクロストリップ・モードに変換された受信電波
は、誘電体基板上に設置されているダウンコンバータ
（図示せず）で中間周波信号に変換され、図１に示すよ
うに、同軸コネクタ２３と同軸ケーブル２４を通してＢ
Ｓチューナに供給される。
信され、給電導波管１２内を伝播してきた電波は図２に
示す給電プローブ１３に到達し、その先端部分と結合す
る。給電プローブ１３の中間部分は、その中心ピン１３
ａを内部導体とし、筐体２１の円筒部２２ａを外部導体
とする同軸線路を形成している。従って、給電プローブ
１３の先端側は、導波管モードで伝播してきた電波を同
軸モードの電波に変換する導波管／同軸モード変換器と
して機能する。これに対して、給電プローブ１３の根元
側は、プローブ１３の中央部分を同軸モードで伝播して
きた電波をマイクロストリップ・モードの伝播モードに
変換しながらマイクロストリップ線路に伝達する同軸／
マイクロストリップ・モード変換器として機能する。こ
のマイクロストリップ・モードに変換された受信電波
は、誘電体基板上に設置されているダウンコンバータ
（図示せず）で中間周波信号に変換され、図１に示すよ
うに、同軸コネクタ２３と同軸ケーブル２４を通してＢ
Ｓチューナに供給される。
【００１３】図２を参照すれば、平面アレーアンテナ本
体１０の金属製の底面とこれを支持する金属製のフラン
ジ部２２ｃの間には、薄い（例えば厚み 0.1 mm 〜 0.5
mm程度の）絶縁シート２２ｃが挟みこまれている。こ
の絶縁シート２２ｃは、金属どうしの摩擦によって生じ
る磨耗を防止するためのものである。従って、絶縁シー
ト２２ｃの素材としては、動摩擦係数の小さな４弗化エ
チレン（ＴＦＥ；例えば商品名「テフロン」）などが適
している。また、主として低損失であるという電気特性
の点から、給電プローブ１３の被覆１３ｂの素材として
も４弗化エチレンなどが適している。この絶縁シート２
２ｃの介在箇所では、アンテナ本体の底面とフランジ部
との対向面とによって電波が外側に放射状に伝播するラ
ジアルラインが形成される。このラジアルラインを通し
ての電波の漏洩が生じ、アンテナ本体からコンバータま
での伝播損失やこれに伴う周波数特性の劣化が生じる。
このため、ラジアルラインの長さが受信電波の波長のほ
ぼ４分の１に等しくなるように、すなわちフランジ部の
直径が受信電波の半波長にほぼ等しくなるように設定さ
れている。これにより、このラジアルラインの外側端部
が開放端となり、電波の漏洩に起因する上記問題が最小
限に留められる。
体１０の金属製の底面とこれを支持する金属製のフラン
ジ部２２ｃの間には、薄い（例えば厚み 0.1 mm 〜 0.5
mm程度の）絶縁シート２２ｃが挟みこまれている。こ
の絶縁シート２２ｃは、金属どうしの摩擦によって生じ
る磨耗を防止するためのものである。従って、絶縁シー
ト２２ｃの素材としては、動摩擦係数の小さな４弗化エ
チレン（ＴＦＥ；例えば商品名「テフロン」）などが適
している。また、主として低損失であるという電気特性
の点から、給電プローブ１３の被覆１３ｂの素材として
も４弗化エチレンなどが適している。この絶縁シート２
２ｃの介在箇所では、アンテナ本体の底面とフランジ部
との対向面とによって電波が外側に放射状に伝播するラ
ジアルラインが形成される。このラジアルラインを通し
ての電波の漏洩が生じ、アンテナ本体からコンバータま
での伝播損失やこれに伴う周波数特性の劣化が生じる。
このため、ラジアルラインの長さが受信電波の波長のほ
ぼ４分の１に等しくなるように、すなわちフランジ部の
直径が受信電波の半波長にほぼ等しくなるように設定さ
れている。これにより、このラジアルラインの外側端部
が開放端となり、電波の漏洩に起因する上記問題が最小
限に留められる。
【００１４】上記給電プローブ１３は、コンバータ２０
の外部に形成された駆動機構との組合せによって形成さ
れる回転機構において、中心軸としても機能する。この
アンテナは、通常レドーム内に設置されるため風圧によ
る横方向への強大な外力が給電プローブ１３に作用する
おそれがない。また、仰角方向への追尾を行わない一軸
追尾方式であることから、アンテナ本体１０と筐体２０
とはほぼ水平に保たれるので、大きな横方向の外力が給
電プローブ１３に作用するおそれもない。しかしなが
ら、この給電プローブ１３にはタイミングベルト３４に
よる電動機３２側への引っ張り力や、車両の走行に伴っ
て発生する振動、衝撃などの各種の横方向への外力が作
用する。この横方向の外力が、給電プローブ１３の末端
部とマイクロストリップ線路２１ａとの接合部に伝達さ
れると、この接合部が剪断力によって破損してしまうお
それがある。
の外部に形成された駆動機構との組合せによって形成さ
れる回転機構において、中心軸としても機能する。この
アンテナは、通常レドーム内に設置されるため風圧によ
る横方向への強大な外力が給電プローブ１３に作用する
おそれがない。また、仰角方向への追尾を行わない一軸
追尾方式であることから、アンテナ本体１０と筐体２０
とはほぼ水平に保たれるので、大きな横方向の外力が給
電プローブ１３に作用するおそれもない。しかしなが
ら、この給電プローブ１３にはタイミングベルト３４に
よる電動機３２側への引っ張り力や、車両の走行に伴っ
て発生する振動、衝撃などの各種の横方向への外力が作
用する。この横方向の外力が、給電プローブ１３の末端
部とマイクロストリップ線路２１ａとの接合部に伝達さ
れると、この接合部が剪断力によって破損してしまうお
それがある。
【００１５】このため、筐体２２の円筒部２２ａをかし
めなどによって中心方向に強く圧縮し、給電プローブ１
３に伝達される横方向の外力の大部分を、円筒部２２ａ
を通して筐体２２に伝達する構造となっている。なお、
給電プローブ１３とマイクロストリップ線路間の固定箇
所の破損を防止するために、給電ピンプローブ１３の中
心ピン１３ａの根元側端部とマイクロストリップ線路２
１ａとを可撓性の金属箔を介在させながら接続する構造
としてもよい。
めなどによって中心方向に強く圧縮し、給電プローブ１
３に伝達される横方向の外力の大部分を、円筒部２２ａ
を通して筐体２２に伝達する構造となっている。なお、
給電プローブ１３とマイクロストリップ線路間の固定箇
所の破損を防止するために、給電ピンプローブ１３の中
心ピン１３ａの根元側端部とマイクロストリップ線路２
１ａとを可撓性の金属箔を介在させながら接続する構造
としてもよい。
【００１６】あるいは、図４に示すように、平面アレー
アンテナ本体１０の底部とフランジ部２２ｂとの間にＴ
ＦＥなどを表面に被覆した円環形状の金属製の係合部材
２２ｄを介在させることにより、双方の間に微小な空隙
を形成させながらフランジ部２２ｂによってアンテナ本
体１０を回転自在に支持すると共に、筐体２２の円筒部
２２ａと給電プローブ１３との間に比較的大きな間隙を
形成する構造としてもよい。すなわち、アンテナ本体１
０に作用した横方向の外力は係合部材２２ｄを介して直
接フランジ部２２ｂだけに伝達される。また、アンテナ
本体１０に作用する垂直方向の外力は、アンテナ本体１
０の重量と同様に全てフランジ部２２だけに伝達され
る。このようにすれば、平面アレーアンテナ本体１０に
作用する外力を係合部材２２ｄとフランジ部２２ａとを
通してすべて直接筐体２２に伝達でき、給電プローブ１
３には外力が一切伝達されない。
アンテナ本体１０の底部とフランジ部２２ｂとの間にＴ
ＦＥなどを表面に被覆した円環形状の金属製の係合部材
２２ｄを介在させることにより、双方の間に微小な空隙
を形成させながらフランジ部２２ｂによってアンテナ本
体１０を回転自在に支持すると共に、筐体２２の円筒部
２２ａと給電プローブ１３との間に比較的大きな間隙を
形成する構造としてもよい。すなわち、アンテナ本体１
０に作用した横方向の外力は係合部材２２ｄを介して直
接フランジ部２２ｂだけに伝達される。また、アンテナ
本体１０に作用する垂直方向の外力は、アンテナ本体１
０の重量と同様に全てフランジ部２２だけに伝達され
る。このようにすれば、平面アレーアンテナ本体１０に
作用する外力を係合部材２２ｄとフランジ部２２ａとを
通してすべて直接筐体２２に伝達でき、給電プローブ１
３には外力が一切伝達されない。
【００１７】上記図４の構造では、給電プローブ１３と
円筒部２２ａの内周面の距離が製造条件や使用時の横荷
重による円筒部２２ａの歪みなどに起因してばらつき、
これに伴い電気特性もばらつくおそれがある。これを回
避するため、給電プローブ１３の中央部分の絶縁被覆１
３ｂの外周面に金属皮膜１３ｃを形成し、給電プローブ
１３自体が同軸ケーブルの構造をとるようにしている。
この同軸ケーブルの構造は、図１の場合にも適用でき
る。
円筒部２２ａの内周面の距離が製造条件や使用時の横荷
重による円筒部２２ａの歪みなどに起因してばらつき、
これに伴い電気特性もばらつくおそれがある。これを回
避するため、給電プローブ１３の中央部分の絶縁被覆１
３ｂの外周面に金属皮膜１３ｃを形成し、給電プローブ
１３自体が同軸ケーブルの構造をとるようにしている。
この同軸ケーブルの構造は、図１の場合にも適用でき
る。
【００１８】以上、平面アレーアンテナ本体を漏れ波導
波管クロススロットアレーアンテナによって構成する場
合について本発明を説明した。しかしながら、このよう
な平面アレーアンテナとしては、ラジアルラインとヘリ
カルアンテナ素子とを組合せたものや、ラジアルライン
とマイクロストリップ・アンテナ素子とを組合せたもの
など、他の適宜な形式の中央給電型の平面アレーアンテ
ナについて、本発明を適用できることは明らかである。
波管クロススロットアレーアンテナによって構成する場
合について本発明を説明した。しかしながら、このよう
な平面アレーアンテナとしては、ラジアルラインとヘリ
カルアンテナ素子とを組合せたものや、ラジアルライン
とマイクロストリップ・アンテナ素子とを組合せたもの
など、他の適宜な形式の中央給電型の平面アレーアンテ
ナについて、本発明を適用できることは明らかである。
【００１９】また、駆動機構としてタイミングベルトと
プーリーと電動機とを使用する構成を例示した。しかし
ながら、このよう駆動機構としては、アンテナ本体の下
方に突出される円筒体をピニオンとし、このピニオンと
歯合しながら電動機によって前進・後退せしめらるラッ
クとによって実現することもできる。
プーリーと電動機とを使用する構成を例示した。しかし
ながら、このよう駆動機構としては、アンテナ本体の下
方に突出される円筒体をピニオンとし、このピニオンと
歯合しながら電動機によって前進・後退せしめらるラッ
クとによって実現することもできる。
【００２０】また、給電プローブ１３を貫通させると共
に、アンテナ本体１０を回転自在に支持するための円筒
部２２ａと、フランジ部２２ｂとをコンバータ２０の筐
体２２と一体に形成する構成を例示した。しかしなが
ら、これらを筐体２２とは別個に形成したのち筐体２２
に固定する構成としてもよい。
に、アンテナ本体１０を回転自在に支持するための円筒
部２２ａと、フランジ部２２ｂとをコンバータ２０の筐
体２２と一体に形成する構成を例示した。しかしなが
ら、これらを筐体２２とは別個に形成したのち筐体２２
に固定する構成としてもよい。
【００２１】さらに、静電遮蔽の観点からコンバータに
金属製の筐体を使用する場合を例示した。しかしなが
ら、腐食を避けるためにこの筐体を樹脂などで形成し、
その内側に静電遮蔽のための金属薄板を張りつける構成
としてもよい。また、図３の構成において、絶縁シート
２２ｃを使用する代わりに、フランジ部２２ｂや、これ
と接触するアンテナ本体の底部にＴＦＥなどの樹脂をコ
ーティングしたり張り付けたりする構成とすることもで
きる。
金属製の筐体を使用する場合を例示した。しかしなが
ら、腐食を避けるためにこの筐体を樹脂などで形成し、
その内側に静電遮蔽のための金属薄板を張りつける構成
としてもよい。また、図３の構成において、絶縁シート
２２ｃを使用する代わりに、フランジ部２２ｂや、これ
と接触するアンテナ本体の底部にＴＦＥなどの樹脂をコ
ーティングしたり張り付けたりする構成とすることもで
きる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の衛
星放送受信用平面アレーアンテナは、給電プローブをコ
ンバータの誘電体基板上に形成したマイクロストリップ
線路に結合させる構成であるから、アンテナ本体とコン
バータとの間が最短かつ最も単純な構造の伝送路で接続
される。この結果、挿入損失が最小で設計も簡単な給電
機構が実現される。
星放送受信用平面アレーアンテナは、給電プローブをコ
ンバータの誘電体基板上に形成したマイクロストリップ
線路に結合させる構成であるから、アンテナ本体とコン
バータとの間が最短かつ最も単純な構造の伝送路で接続
される。この結果、挿入損失が最小で設計も簡単な給電
機構が実現される。
【００２３】また、本発明の衛星放送受信用平面アレー
アンテナは、給電プローブを貫通させるコンバータの筐
体にアンテナ本体を回転自在に支持させると共に、駆動
機構をアンテナ本体の中心部分に固定されるコンバータ
の外側に逃がす構成であるから、アンテナ中心部分に集
中しがちな給電系と機械系の錯綜が有効に回避され、電
気特性も機械特性も優れた最適の構造が実現される。
アンテナは、給電プローブを貫通させるコンバータの筐
体にアンテナ本体を回転自在に支持させると共に、駆動
機構をアンテナ本体の中心部分に固定されるコンバータ
の外側に逃がす構成であるから、アンテナ中心部分に集
中しがちな給電系と機械系の錯綜が有効に回避され、電
気特性も機械特性も優れた最適の構造が実現される。
【図１】本発明の一実施例の平面アレーアンテナの給電
部周辺の構成を示す部分断面図である。
部周辺の構成を示す部分断面図である。
【図２】図１の給電部周辺の拡大部分断面図である。
【図３】上記実施例の全体の平面図である。
【図４】図１の給電部周辺の他の構造の一例を示す部分
断面図である。
断面図である。
【図５】中央給電型の平面アレーアンテナの典型的な一
例である漏れ波導波管クロススロットアレーアンテナの
構成を示す斜視図である。
例である漏れ波導波管クロススロットアレーアンテナの
構成を示す斜視図である。
10 平面アレーアンテナ本体 12 給電導波管 13 給電プローブ 20 コンバータ 21 マイクロストリップ線路が形成される誘電体基板 22 コンバータの筐体 23 コネクタ 24 同軸ケーブル 31 回転機構を構成する円筒体 32 電動機 33 プーリー 34 タイミングベルト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 伸治 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新 日本製鐵株式会社内 (72)発明者 皆瀬 淳 埼玉県大宮市蓮沼1406番地 八木アンテナ 株式会社大宮工場内
Claims (7)
- 【請求項１】 チルト角を有する平面アレーアンテナ本
体と、この平面アレーアンテナ本体に給電部を介して結
合されるコンバータと、方位角方向の追尾のために前記
平面アレーアンテナをほぼ水平な面内に回転させる回転
機構とを備えた衛星放送受信用平面アレーアンテナであ
って、 前記平面アレーアンテナ本体は、前記回転の中心に給電
部が形成された中央給電型の構造を有しており、 前記コンバータは、マイクロストリップ線路が形成され
た誘電体基板と、この誘電体基板を収容する筐体とを備
え、前記平面アレーアンテナ本体の下方に固定されると
共に前記平面アレーアンテナ本体を回転自在に支持して
おり、 前記給電部は、先端部分が前記平面アレーアンテナ本体
との間に空隙を形成しながらその内部に挿入され、中央
部分が前記コンバータの筐体を貫通すると共に根元部分
がこのコンバータの誘電体基板上に形成されたマイクロ
ストリップ線路に結合される絶縁被覆を有する給電プロ
ーブを備えており、 前記回転機構は、前記コンバータの外側において前記平
面アレーアンテナ本体の底部から下方に突出する円筒体
と、この円筒体に回転力を与える駆動機構とを備えてい
ることを特徴とする衛星放送受信用平面アレーアンテ
ナ。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記回転機構の円筒体は、その外周面に円周方向に所定
ピッチで溝が形成されており、 前記駆動機構は、前記円筒体の外周面の溝と歯合するタ
イミングベルトと、前記円筒体の外部において前記タイ
ミングベルトと歯合するプーリーと、このプーリー回転
させる電動機とを備えたことを特徴とする衛星放送受信
用平面アレーアンテナ。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記給電プローブの中央部分を貫通させる前記コンバー
タの筐体は、前記給電プローブを同軸状に囲む円筒部
と、この円筒部分の先端部分に形成され前記平面アレー
アンテナ本体を回転自在に支持するフランジ部とを備え
たことを特徴とする衛星放送受信用平面アレーアンテ
ナ。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記フランジ部の直径は、受信電波の波長のほぼ半分に
等しい値に設定されたことを特徴とする衛星放送受信用
平面アレーアンテナ。 - 【請求項５】 請求項３又は４において、 前記平面アレーアンテナ本体は、前記コンバータの筐体
のフランジ部に対するほぼ水平方向への相対変位を禁止
すると共にこのフランジ部との間に間隙を形成させる円
環形状の係合部材を介在させながらこのフランジ部によ
って回転自在に支持されたことを特徴とする衛星放送受
信用平面アレーアンテナ。 - 【請求項６】 請求項１乃至５において、 前記給電プローブは、少なくとも中央部の絶縁被覆の外
周面上に金属皮膜が形成されたことを特徴とする衛星放
送受信用アンテナ。 - 【請求項７】 請求項１乃至６において、 前記平面アレーアンテナ本体は、漏れ波導波管スロット
アンテナであることを特徴とする衛星放送受信用平面ア
レーアンテナ。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27789193A JP3364295B2 (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 衛星放送受信用平面アレーアンテナ |
| CA002133038A CA2133038C (en) | 1993-10-08 | 1994-09-27 | Plane array antenna for receiving satellite broadcasting |
| TW083109099A TW263621B (ja) | 1993-10-08 | 1994-10-01 | |
| EP94115694A EP0647976A3 (en) | 1993-10-08 | 1994-10-05 | Flat antenna array to receive satellite broadcasting. |
| CN94116845A CN1039174C (zh) | 1993-10-08 | 1994-10-07 | 接收卫星广播的平面阵天线 |
| KR1019940025756A KR950012537A (ko) | 1993-10-08 | 1994-10-07 | 위성방송 수신용 평면어레이 안테나 |
| US08/319,527 US5519409A (en) | 1993-10-08 | 1994-10-07 | Plane array antenna for receiving satellite broadcasting |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07111416A true JPH07111416A (ja) | 1995-04-25 |
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ID=17589732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27789193A Expired - Fee Related JP3364295B2 (ja) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | 衛星放送受信用平面アレーアンテナ |
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|---|---|
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| CA (1) | CA2133038C (ja) |
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| KR100327732B1 (ko) * | 1998-04-27 | 2002-03-14 | 가타오카 마사타카 | 이동체용 위성통신 안테나장치 |
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-
1994
- 1994-09-27 CA CA002133038A patent/CA2133038C/en not_active Expired - Fee Related
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- 1994-10-07 CN CN94116845A patent/CN1039174C/zh not_active Expired - Fee Related
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