JPH07154122A - 衛星間通信用アンテナ装置 - Google Patents

衛星間通信用アンテナ装置

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JPH07154122A
JPH07154122A JP32325393A JP32325393A JPH07154122A JP H07154122 A JPH07154122 A JP H07154122A JP 32325393 A JP32325393 A JP 32325393A JP 32325393 A JP32325393 A JP 32325393A JP H07154122 A JPH07154122 A JP H07154122A
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JP
Japan
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antenna
waveguide
satellite
communication
boom
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JP32325393A
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English (en)
Inventor
Shozo Nakazato
祥三 中里
Shinichi Otani
新一 大谷
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 給電損失を低減しアンテナ背面小室を不要に
した衛星間通信用アンテナ装置を提供する。 【構成】 広角駆動を要するアンテナ1を衛星本体20
の外部に離隔支持する機構部材(ブーム)として給電路
兼用の円形導波管3を用い、ブーム長部分で生ずる給電
損失を低減。円形導波管は、その基端部が展開機構5を
介して衛星本体に連結されるが、その先端部にはアンテ
ナとアンテナ駆動モータ2のみを配置し、従来アンテナ
の近傍(アンテナ背面小室)に配置していた低雑音増幅
器や電力増幅器等の送受信用電子機器の全てを衛星本体
内に配置。円形導波管の両端部の信号入出力端に同軸/
導波管変換器4をそれぞれ設け、アンテナの動き及び展
開操作により変化する給電ラインにのみ同軸ケーブル2
2を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、衛星間通信用アンテナ
装置の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】地球周回軌道上の衛星同士の通信では、
天頂±120°の角度範囲の視野を確保する必要のある
ことから、アンテナを衛星本体の外部に離隔して支持
し、広角駆動ができるようにしている。この種の衛星間
通信用アンテナ装置としては、従来例えば図3及び図4
に示すものが知られている。
【0003】図3及び図4において、この従来の衛星間
通信用アンテナ装置は、アンテナ1を3m〜4mの長さ
の機構部材たるブーム16で衛星本体の外部に離隔支持
すると共に、アンテナ1の背面に小室17を設け、この
アンテナ背面小室17内の通信機器と衛星本体20内の
通信機器とをブーム16に沿って配設した同軸ケーブル
21により接続した構成である。
【0004】具体的には、図3において、ブーム16
は、その基端部が衛星打ち上げ時のロケットフェアリン
グ収納上必要となる展開機構5を介して衛星本体20に
連結されるが、その先端部にアンテナ駆動モータ2が固
定されている。アンテナ1は、その背面に突設した駆動
軸がアンテナ駆動モータ2の回転軸に連結支持され、そ
の指向方向が変更されるが、アンテナ背面小室17はア
ンテナ1の背面に固定されアンテナ1と一体的に回動す
るようになっている。
【0005】アンテナ1のかかる回動による給電ライン
の変化を吸収するためには可撓性に富む同軸ケーブルの
採用が不可避であることから、従来ではブーム16に沿
った給電路も同様に同軸ケーブル21で構成している
が、この部分で給電損失が発生する。一方、衛星間通信
では、双方の通信相手が資源に制限のある衛星同士であ
るので通信回線的に余裕が少なく、通信性能を極限まで
高める必要がある。
【0006】このような理由からアンテナ背面小室17
を設け、そこに通信機器のフロントエンドに相当する低
雑音増幅器8や電力増幅器13、テレメトリ・コマンド
インタフェース機器18等を配置し、衛星本体20内に
受信復調器10や変調送信機11、データ処理器19等
を配置する。そして、アンテナ背面小室17内には通信
機器の他に、電気的・機械的・熱的環境条件を整えるた
めの付加装置(図示省略)が配置される。
【0007】なお、テレメトリ・コマンドインタフェー
ス機器18は、アンテナ背面小室17内に搭載される通
信機器のフロンドエンド部のコマンド制御やテレメトリ
を目的とするが、アンテナ駆動モータ2迴りのハーネス
本数の削減のためアンテナ背面小室17内に搭載され、
衛星本体20内のデータ処理器19と接続される。
【0008】次に、図4を参照して動作を概略説明す
る。到来する電波がアンテナ1に受波されると、その受
信信号は送受分合波器6で送信信号と分波され、同軸ス
イッチ7を介して冗長構成の低雑音増幅器8に入力し、
増幅され、ハイブリッド9で合成され、ブーム16に沿
った同軸ケーブル21を通り衛星本体20内の通信機器
に供給される。衛星本体20内では、ハイブリッド9を
介して冗長構成の受信復調器10に入力し、受信処理さ
れる。
【0009】衛星本体20からの送信信号は、冗長構成
の変調送信機11で生成され、ハイブリッド12で合成
され、ブーム16に沿った同軸ケーブル21を通りアン
テナ背面小室17内の通信機器に供給される。アンテナ
背面小室17では、ハイブリッド12を介して冗長構成
の電力増幅器13に入力し、所要電力まで増幅され、同
軸スイッチ14、送受分合波器6を通りアンテナ1から
放射される。
【0010】なお、アンテナ1の主ビーム方向を目標通
信相手局方向に指向させるアンテナポインティングシス
テムは、アンテナ指向制御電子機器15が軌道要素や姿
勢情報に基づき指向方向を算出し、それによりアンテナ
駆動モータ2を制御することを繰り返すプログラム追尾
により実現される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の衛星間
通信用アンテナ装置では、ブーム長部分で生ずる給電損
失による通信性能劣化を防止する目的からアンテナ背面
小室を設け、低雑音増幅器や電力増幅器をアンテナ近傍
に配置しているが、それに伴い構造部材や熱制御部材、
テレメトリ・コマンドインタフェース機器等を専用に備
える必要があり、アンテナ背面小室自体が小型衛星なみ
の機能を要することとなり、システム全体が複雑化する
という問題がある。
【0012】本発明の目的は、根本的原因となっている
給電損失の通信性能に与える影響を軽減し、フロントエ
ンド部のアンテナ背面小室への搭載必要性を排除できる
構造の衛星間通信用アンテナ装置を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の衛星間通信用アンテナ装置は次の如き構成
を有する。即ち、本発明の衛星間通信用アンテナ装置
は、広角駆動を要するアンテナを衛星本体の外部に離隔
支持する機構部材として給電路兼用の導波管を用い;
この導波管の信号入出力端に同軸/導波管変換器; を
設け、送受信用電子機器の全てを衛星本体内に配置して
ある; ことを特徴とするものである。
【0014】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明の衛星間通
信用アンテナ装置の作用を説明する。本発明では、アン
テナを衛星本体の外部に離隔支持する機構部材(ブー
ム)として給電路兼用の導波管を用い、給電ラインに変
更を生ずる部分にのみ同軸ケーブルを用いるので、給電
損失が支配的であったブーム長の部分での損失を大幅に
低減できる。そして、給電損失の低減により通信機器は
フロントエンド部(送受信用電子機器)を含め衛星本体
内に配置でき、アンテナ背面小室を不要としている。な
お、使用周波数帯によっては導波管の強度が問題となる
場合があるが、かかる場合には導波管に補強部材を添わ
せると良い。
【0015】アンテナ背面小室を不要にできる結果、そ
の分の構造部材が不要となりアンテナ部の軽量化が図れ
る。このことはアンテナ駆動モータの必要トルク量を少
なくさせるのでモータの小型化を可能にし、アンテナ駆
動に伴う姿勢制御系に与える外乱を小さくする。また、
アンテナ部はパッシブな回路のみとなるので熱制御が簡
素となり、アンテナ部に専用のテレメトリ・コマンドイ
ンタフェース機器は不要で、通信用電子機器の全てを衛
星本体内に搭載し通信機器の一体化等が可能となること
から、構成の簡素化が図れる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1及び図2は、本発明の一実施例に係る衛星間
通信用アンテナ装置を示す。本実施例は、使用周波数帯
が2.0GHz〜2.3GHzのSバンドの場合の適用
例を示す。この帯域で使用する導波管は、例えば円形導
波管であれば、内径が約100mmφあり構造部材(ブー
ム)としての十分な強度を有している。矩形導波管でも
同様である。
【0017】図1において、ブームとしての円形導波管
3は、その基端部がロケット打上げ時のロケットフェア
リング収納上必要となる展開機構5を介して衛星本体2
0に連結されるが、その先端部にはアンテナ1とアンテ
ナ駆動モータ2のみを配置し、アンテナ1の背面には従
来の小室17の如きものを設けず、低雑音増幅器や電力
増幅器等の送受信用機器の全てを衛星本体20内に収納
するようにしてある。
【0018】そして、円形導波管3の先端側部及び展開
機構5との連結部の手前側部にはそれぞれ同軸/導波管
変換器4が設けられる。即ち、円形導波管3の先端側部
の同軸/導波管変換器4とアンテナ1間は可撓性に富む
同軸ケーブル22で接続し、アンテナ駆動モータ2によ
る回動駆動により変化する給電ライン長の変化を吸収で
きるようにしてある。また、同様に円形導波管3の展開
機構5との連結部の手前側部の同軸/導波管変換器4と
衛星本体内通信機器とは、可撓性に富む同軸ケーブル2
2で接続し、展開前後において変化する給電ライン長の
変化を吸収できるようにしてある。なお、アンテナ駆動
モータ2への給電は、従来と同様にハーネス(図示省
略)によって行う。
【0019】次に、図2を参照して動作を概略説明す
る。到来する電波がアンテナ1に受波されると、その受
信信号は同軸ケーブル22から同軸/導波管変換器4、
ブーム兼用の円形導波管3、同軸/導波管変換器4を通
り同軸ケーブル22を介して衛星本体20内の送受分合
波器6に供給され、送信信号と分波される。
【0020】送受分合波器6で分波された受信信号は、
同軸スイッチ7を介して冗長構成の低雑音増幅器8に入
力し、増幅され、ハイブリッド9で合成され、冗長構成
の受信復調器10に入力し、受信処理される。なお、低
雑音増幅器8と受信復調器10は、個別に示してある
が、衛星本体20内に配置されるので、一体化して簡素
化できる。
【0021】衛星本体20からの送信信号は、冗長構成
の変調送信機11で生成され、ハイブリッド12で合成
され、冗長構成の電力増幅器13に入力し、所要電力ま
で増幅され、同軸スイッチ14を介して送受分合波器6
で衛星本体20外の受信信号と同一の信号ラインに供給
される。即ち、送信信号は受信信号と逆経路を通りアン
テナ1から放射される。
【0022】そして、アンテナ1の主ビーム方向を目標
通信相手局方向に指向させるアンテナポインティングシ
ステムは、従来と同様にアンテナ指向制御電子機器15
が軌道要素や姿勢情報に基づき指向方向を算出し、それ
によりアンテナ駆動モータ2を制御することを繰り返す
プログラム追尾により実現される。
【0023】なお、上記実施例では、Sバンドでの適用
例を説明したが、Xバンド等使用周波数帯によっては導
波管の強度が問題となる場合があるが、かかる場合には
導波管に補強部材を添わせると良い。要するに、本発明
は、衛星間通信で使用する全ての周波数帯の導波管(円
形、矩形を問わず)をブームとして用いて実現できるの
である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の衛星間通
信用アンテナ装置では、アンテナを衛星本体の外部に離
隔支持する機構部材(ブーム)として給電路兼用の導波
管を用いるので、給電損失が支配的であったブーム長の
部分での損失を大幅に低減できる。そして、給電損失の
低減により通信機器はフロントエンド部(送受信用電子
機器)を含め衛星本体内に配置でき、アンテナ背面小室
を不要にできる効果がある。アンテナ背面小室を不要に
できる結果、その分の構造部材が不要となりアンテナ部
の軽量化が図れる。このことはアンテナ駆動モータの必
要トルク量を少なくさせるのでモータの小型化を可能に
し、アンテナ駆動に伴う姿勢制御系に与える外乱を小さ
くする。また、アンテナ部はパッシブな回路のみとなる
ので熱制御が簡素となり、アンテナ部に専用のテレメト
リ・コマンドインタフェース機器は不要で、通信用電子
機器の全てを衛星本体内に搭載し通信機器の一体化等が
可能となることから、構成の簡素化が図れる、等の効果
も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る衛星間通信用アンテナ
装置の外観図である。
【図2】本発明の一実施例に係る衛星間通信用アンテナ
装置の電気的構成ブロック図である。
【図3】従来の衛星間通信用アンテナ装置の外観図であ
る。
【図4】従来の衛星間通信用アンテナ装置の電気的構成
ブロック図である。
【符号の説明】
1 アンテナ 2 アンテナ駆動モータ 3 円形導波管 4 同軸/導波管変換器 5 展開機構 6 送受分合波器 7 同軸スイッチ 8 低雑音増幅器 9 ハイブリッド 10 受信復調器 11 変調送信機 12 ハイブリッド 13 電力増幅器 14 同軸スイッチ 15 アンテナ指向制御電子機器 20 衛星本体 22 同軸ケーブル
【手続補正書】
【提出日】平成6年11月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】具体的には、図3において、ブーム16
は、その基端部が衛星打ち上げ時のロケットフェアリン
グ収納上必要となる展開機構5を介して衛星本体20に
連結されるが、その先端部にアンテナ駆動モータ2が固
定されている。アンテナ1は、その背面に突設した駆動
軸がアンテナ駆動モータ2の回転軸に連結支持され、そ
の指向方向が変更されるが、アンテナ背面小室17はア
ンテナ1の背面に固定されアンテナ1と一体的に動く
うになっている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】アンテナ1のかかる動きによる給電ライン
の変化を吸収するためには可撓性に富む同軸ケーブルの
採用が不可避であることから、従来ではブーム16に沿
った給電路も同様に同軸ケーブル21で構成している
が、この部分で給電損失が発生する。一方、衛星間通信
では、双方の通信相手が資源に制限のある衛星同士であ
るので通信回線的に余裕が少なく、通信性能を極限まで
高める必要がある。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】次に、図4を参照して動作を概略説明す
る。到来する電波がアンテナ1に受波されると、その受
信信号は送受分合波器6で送信信号と分波され、同軸ス
イッチ7を介して冗長構成の低雑音増幅器8に入力し、
増幅され、ハイブリッド9、ブーム16に沿った同軸ケ
ーブル21を通り衛星本体20内の通信機器に供給され
る。衛星本体20内では、ハイブリッド9を介して冗長
構成の受信復調器10に入力し、受信処理される。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正内容】
【0009】衛星本体20からの送信信号は、冗長構成
の変調送信機11で生成され、ハイブリッド12、ブー
ム16に沿った同軸ケーブル21を通りアンテナ背面小
室17内の通信機器に供給される。アンテナ背面小室1
7では、ハイブリッド12を介して冗長構成の電力増幅
器13に入力し、所要電力まで増幅され、同軸スイッチ
14、送受分合波器6を通りアンテナ1から放射され
る。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】なお、アンテナ1の主ビーム方向を目標通
信相手局方向に指向させるアンテナポインティングシス
テムは、アンテナ指向制御電子機器15が軌道要素や姿
勢情報に基づき指向方向を算出し、それによりアンテナ
駆動モータ2を制御することを繰り返すプログラム追尾
により実現される。また、ハイブリッド9、同12に代
えて同軸スイッチを用いることができる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明の衛星間通
信用アンテナ装置の作用を説明する。本発明では、アン
テナを衛星本体の外部に離隔支持する機構部材(ブー
ム)として給電路兼用の導波管を用い、給電ラインに
を生ずる部分にのみ同軸ケーブルを用いるので、給電
損失が支配的であったブーム長の部分での損失を大幅に
低減できる。そして、給電損失の低減により通信機器は
フロントエンド部(送受信用電子機器)を含め衛星本体
内に配置でき、アンテナ背面小室を不要としている。な
お、使用周波数帯によっては導波管の強度が問題となる
場合があるが、かかる場合には導波管に補強部材を添わ
せると良い。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】送受分合波器6で分波された受信信号は、
同軸スイッチ7を介して冗長構成の低雑音増幅器8に入
力し、増幅され、ハイブリッド9を介して、冗長構成の
受信復調器10に入力し、受信処理される。なお、低雑
音増幅器8と受信復調器10は、個別に示してあるが、
衛星本体20内に配置されるので、一体化して簡素化で
きる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】衛星本体20からの送信信号は、冗長構成
の変調送信機11で生成され、ハイブリッド12を介し
て、冗長構成の電力増幅器13に入力し、所要電力まで
増幅され、同軸スイッチ14を介して送受分合波器6で
衛星本体20外の受信信号と同一の信号ラインに供給さ
れる。即ち、送信信号は受信信号と逆経路を通りアンテ
ナ1から放射される。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】なお、上記実施例では、Sバンドでの適用
例を説明したが、Xバンド等使用周波数帯によっては導
波管の強度が問題となる場合があるが、かかる場合には
導波管に補強部材を添わせると良い。要するに、本発明
は、衛星間通信で使用する全ての周波数帯の導波管(円
形、矩形を問わず)をブームとして用いて実現できるの
である。また、ハイブリッド9、同12に代えて同軸ス
イッチを用いることができることは前述した。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 広角駆動を要するアンテナを衛星本体の
    外部に離隔支持する機構部材として給電路兼用の導波管
    を用い; この導波管の信号入出力端に同軸/導波管変
    換器; を設け、送受信用電子機器の全てを衛星本体内
    に配置してある; ことを特徴とする衛星間通信用アン
    テナ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の衛星間通信用アンテナ
    装置において; 前記導波管は、補強部材が装備される
    ことがある; ことを特徴とする衛星間通信用アンテナ
    装置。
JP32325393A 1993-11-29 1993-11-29 衛星間通信用アンテナ装置 Pending JPH07154122A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32325393A JPH07154122A (ja) 1993-11-29 1993-11-29 衛星間通信用アンテナ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32325393A JPH07154122A (ja) 1993-11-29 1993-11-29 衛星間通信用アンテナ装置

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JPH07154122A true JPH07154122A (ja) 1995-06-16

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ID=18152727

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JP32325393A Pending JPH07154122A (ja) 1993-11-29 1993-11-29 衛星間通信用アンテナ装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7750867B2 (en) 2007-05-08 2010-07-06 Funai Electric Co., Ltd. Smart antenna and antenna fixing mechanism

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0435504A (ja) * 1990-05-31 1992-02-06 Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd アンテナ給電回路

Patent Citations (1)

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