JPH07176925A - 移動体の衛星通信用アンテナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動体に対するアンテナの取付が簡易で、取
付場所の選定が容易で、取付場所のスペースが狭くて足
り、その上ＧＰＳ電波の受信も交信電波の送受信も適正
に行うことの出来る衛星通信用アンテナを提供する。 【構成】 移動体への取付部を備える基枠の上には、内
側にアンテナ要素収容用の空間を備えるレドームが被せ
付けられている。レドームで囲まれた空間内に回動自在
に配設した交信用アンテナ要素からは、レドームの周側
壁を通して通信衛星に向けて交信電波が送受信される。
レドームにおいて交信電波が通る周側壁の領域を避けた
頂部に配設したＧＰＳ用アンテナ要素によって、多数の
ＧＰＳ衛星から到来するＧＰＳ電波が受信される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトラックやバスなどの陸
上移動体或いは船舶などの海上移動体において衛星を利
用して通信を行う場合に用いるアンテナに関し、詳しく
はＧＰＳ衛星から到来するＧＰＳ電波を受信すると共
に、通信衛星を利用した交信の為に通信衛星に向けて交
信電波の送受信を行う為に用いるアンテナに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記ＧＰＳ衛星は地球の周囲を多数が公
転しており、地上から見ると上記ＧＰＳ衛星は時と場所
に応じて様々な数が様々な方向に存在している。従っ
て、ＧＰＳ電波の受信の為には、様々な方向のＧＰＳ衛
星からのＧＰＳ電波を全て受信できるよう無指向性のア
ンテナを用いる。一方上記交信は特定の静止通信衛星を
利用して行う為、交信用アンテナとしてはその静止通信
衛星に向けて交信電波を能率良く送受信出来るよう指向
性の強いアンテナを用いる。しかも移動体例えばトラッ
クは、走行に伴い種々の方向に向きを変える為、上記交
信用アンテナは、トラックに取付ける為のケースに交信
電波の送受信の為のアンテナ要素を水平面内で回動させ
られるようにしたものを用いる。そしてそれらＧＰＳ用
アンテナと交信用アンテナとは、各々のアンテナが他方
のアンテナの電波を遮らず、ＧＰＳ電波の適正受信と交
信電波の適正送受信とを行い得るようにする為に、図７
に示すようにＧＰＳ用アンテナ21ｆと交信用アンテナ18
ｆとを相互に離して配置している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記のようにＧ
ＰＳ用アンテナ21ｆと交信用アンテナ18ｆとを離して配
置する為には、それらをトラック54ｆに取付る場合、取
付作業に二つ分のアンテナ21f,18ｆの取付作業手間と時
間を要する問題点があった。又両アンテナ21f,18ｆの設
置場所の選定に際しては、周囲が遮られない場所を選ぶ
は勿論のこと、両アンテナ21f,18ｆ相互の関係において
も上記のように互いに相手の電波を遮らぬように配置せ
ねばならぬ為、各々の設置場所の選定が難しいという問
題点があった。又そのような両アンテナ21f,18ｆ相互の
関係を満たすには、設置の為に広いスペースを必要とす
る問題点もあった。

【０００４】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、第１の目的は、
移動体への取付の場合、交信用アンテナの基枠を移動体
に取付けるだけでＧＰＳ用アンテナも自動的に取り付く
ようにして、取付作業を一つ分のアンテナの取付手間の
みで簡易に行うことの出来る移動体の衛星通信用アンテ
ナを提供することである。第２の目的は、取付場所の選
定の場合、周囲を遮られない場所に一つのアンテナを配
置するという極めて簡易な選定基準で場所選定を行うこ
とが出来るようにした移動体の衛星通信用アンテナを提
供することである。第３の目的は、取付場所のスペース
が一つのアンテナを取り付けるに必要なだけの狭いスペ
ースで足りるようにした移動体の衛星通信用アンテナを
提供することである。第４の目的は、上記のように移動
体への取付を一つのアンテナの感覚で行うことが出来
て、その取付作業が簡易で、設置場所の選定が容易で、
その上取り付けスペースも狭くて足りるようにしたもの
であっても、設置状態においてはＧＰＳ電波の受信と交
信電波の送受信を共に適正に行うことが出来る移動体の
衛星通信用アンテナを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における移動体の衛星通信用アンテナは、
移動体への取付部を備える基枠の上には、内側にアンテ
ナ要素収容用の空間を備えるレドームを被せ付け、上記
レドームで囲まれた空間内には、通信衛星に向けて交信
電波を送受信するための交信用アンテナ要素を、レドー
ムの周側壁に対向した状態で回動自在に配設し、更に上
記レドームにおいて上記交信電波が通る周側壁の領域を
避けた頂部には、多数のＧＰＳ衛星から到来するＧＰＳ
電波を受信する為のＧＰＳ用アンテナ要素を備えさせた
ものである。

【０００６】

【作用】移動体に対する衛星通信用アンテナの取付は、
移動体において一箇所の取付場所を選定しそこに基枠を
取り付けるのみの一作業で完了する。取付状態において
多数のＧＰＳ衛星から到来するＧＰＳ電波は、レドーム
の頂部に設けたＧＰＳ用アンテナ要素によって、他物に
より何等遮られることなく受信できる。又静止通信衛星
に対しては、交信用アンテナ要素を回してその衛星の方
向に向けることにより、ＧＰＳ用アンテナ要素による遮
りを受ることなくレドームの周側壁を通して交信電波を
送受信できる。

【０００７】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１乃至図３において、１は衛星通信用アンテナで
ある。２は該アンテナ１における基枠で、内部にはアン
テナにおける交信用回路やＧＰＳ受信回路などを収容す
るための収容空間2aを備えたケースを成しており、堅牢
さと内部への水の進入の遮蔽機能を有するように構成さ
れている。該基枠２はそのような目的から例えばアルミ
ダイカスト製であるが、堅牢な合成樹脂製でも良い。３
は基枠に備えられた移動体への取付部で、移動体への当
面４とねじ孔５から成る構造を例示する。６はレドーム
を止着するための鍔で、防水用のパッキンを備える。
７，８は基枠２に取り付けた基板で、基板７は交信用ア
ンテナ要素18及びそれを回動させる回動装置23を保持す
る為のもの、基板８は上記交信用回路やＧＰＳ受信回路
などの装着用である。次に10はアンテナ要素を雨水や塵
埃から保護する為のレドームで、内側にはアンテナ要素
を収容する為の空間11を備え、堅牢でＧＰＳ電波や交信
電波などを透過する材料例えばポリカーボネート等の合
成樹脂材料で形成される。13はＧＰＳ用アンテナ要素を
保持する為の保持部材を示す。14は基枠との連結の為の
鍔で、上記鍔６に対して上記パッキンが介在する状態で
重合させ、固定用バンド15でもって鍔６に止付てある。

【０００８】次に18は空間11に備えさせた交信用アンテ
ナ要素で、開口部19がレドーム10の周側壁に対向する状
態で基板７に対して回動自在に取り付けてある。該交信
用アンテナ要素18としては特定の通信衛星に向けて交信
電波を能率良く送受信出来るよう指向性の強いアンテナ
が用いられる。一例としてピルボックスアンテナを示す
が、他にマイクロストリップアンテナを用いても良い。
20，20ａは交信用アンテナ要素18によって送受信される
交信電波の通路を示す。αは上記通路20の垂直方向の開
き角度、βは上記通路20の低限の角度を示し、これらは
移動体の予定される移動範囲内のどの地域においても上
記通路20の範囲内に交信用の通信衛星を捕えることが出
来るように定める。例えば日本国内では交信用の通信衛
星として静止通信衛星を用いる場合、その仰角が地域よ
って３０゜〜５０゜となるため、上記角度αは４０゜程
度、βは１５゜程度に定める。図３のγは通路20ａの水
平方向の開き角度を示し、上記ピルボックスアンテナの
場合例えば３゜程度である。上記交信用の通信衛星とし
ては、地球を周回している通信衛星が上記の仰角の範囲
内に到来したときに、その通信衛星を利用するようにし
ても良い。

【０００９】次に21はＧＰＳ用アンテナ要素で、何れの
方向から到来するＧＰＳ電波でも受信できるよう無指向
性の例えばマイクロストリップアンテナが用いられ、上
記開口部19と対向したときに交信電波が通ることとなる
周側壁の領域12を避けた頂部例えば上記交信用アンテナ
要素18の回転軸18ａ上に配置され、上記保持部材13によ
り保持してある。22はアンテナ要素21で受信されたＧＰ
Ｓ信号を伝送するための伝送線で、上記ＧＰＳ信号（例
えば１．５ＧＨｚ）を減衰少なく伝送でき且つ交信用ア
ンテナ要素18に対する電波の遮蔽が少ないよう細経の伝
送線例えば直径２．７ｍｍの２．５Ｄ同軸ケーブルを用
いてある。

【００１０】次に23は上記交信用アンテナ要素18を回動
させるための回動装置で、回動角度の制御を適正に行う
ことのできるモータ例えばステッピングモータ24と、そ
の回動軸に取り付けたプーリ25と交信用アンテナ要素18
の回動中心18ａと同心に取り付けたプーリ27と両プーリ
25，27を結ぶベルト26とから構成したものを例示する。
30は交信用回路、31はＧＰＳ受信回路、32，33は接続端
子を夫々示す。

【００１１】次に上記アンテナ１の回路構成を示す図４
において、上記ＧＰＳ受信回路31はＧＰＳ用アンテナ要
素21からのＧＰＳ信号42を受けて位置データの計算を行
い、例えばディジタル形式の位置データ信号43にして出
力する。34は前記交信用回路30における交信信号送受信
回路で、中間周波送信信号44を受けてそれを送信周波数
の送信信号に変換及び増幅しその送信信号45を出力する
と共に、受信信号48を受けてその増幅と中間周波受信信
号への周波数変換を行い、その中間周波受信信号49を出
力する。35は交信用回路30における信号分離回路で、上
記各中間周波信号44，49と制御信号50との分離を行う。
36は交信用回路30における制御回路で、制御信号50を受
けてその制御信号に従い送受信回路34に送受切り替えの
切替信号51を与えると共に、上記制御信号に従い通常知
られているように交信用アンテナ要素18を常時静止通信
衛星の方向に向けるための回動制御信号52を回動装置23
におけるモータ24に与える。

【００１２】次に移動体に対する上記構成のアンテナ１
の取付を説明する。図５の如く移動体例えばトラック54
においてアンテナ１を設置すべき場所55を周囲に電波を
遮るものの無い場所に選定し、そこにアンテナ１を取付
ける。上記場所55が水平状態の場合には、アンテナ１の
取付部３をそのまま取付ければよいが、傾斜状態である
場合には、アンテナ１を水平状態に取付できるよう図示
の如き取付台56を利用し、上記場所55にボルト57で取付
台56を固定すると共に取付台56にアンテナ１をボルト58
で固定する。接続端子32，33には伝送線59，60の各一端
を接続し、それらの伝送線の他端はトラック54の車内の
インドアユニットに接続する。

【００１３】上記のように取付けられたアンテナ１を用
いたＧＰＳ電波の受信及び交信電波の送受信を説明す
る。図６のように多数のＧＰＳ衛星40から到来するＧＰ
Ｓ電波41は前記ＧＰＳ用アンテナ要素21で受信される。
その結果、アンテナ１からは位置データ信号43が伝送線
60を通してインドアユニットに送られる。

【００１４】インドアユニットから伝送線59を通してア
ンテナ１に前記中間周波送信信号44が与えられると、そ
れは送信信号45となって交信用アンテナ要素18に与えら
れ、交信用アンテナ要素18は送信電波46をレドーム10の
周側壁の領域12を通して静止通信衛星61に向けて発射す
る。該送信電波46は、上記衛星61を経て地上固定局（基
地局）62に到達する。地上固定局62から衛星61に向けて
発射された電波が該衛星61を経てアンテナ１に受信電波
47として到来すると、その受信電波47はレドーム10の領
域12を通して交信用アンテナ要素18で受信されて受信信
号48となる。その結果、アンテナ１からは中間周波受信
信号49が伝送線59を通してインドアユニットに送られ
る。尚本件明細書中では上記送信電波46及び受信電波47
をまとめて交信電波とも呼ぶ。

【００１５】上記アンテナ１ではトラック54が向きを変
えても、インドアユニットからの制御信号に基づき回動
装置23によって交信用アンテナ要素18が回動され、交信
用アンテナ要素18は常に静止通信衛星61の方向を向く状
態に維持される。従って上記衛星61を通しての交信電波
の送受信を適正に行うことが出来る。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、前記
課題を解決できてアンテナの取付が簡易で、取付場所の
選定が容易で、取付場所のスペースが狭くて足り、その
上ＧＰＳ電波の受信も交信電波の送受信も適正に行うこ
との出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】分解斜視図。

【図２】縦断面図。

【図３】III−III線断面図。

【図４】ブロック回路図。

【図５】トラックへの取付状態を示す斜視図。

【図６】運用システム図。

【図７】従来のアンテナのトラックへの取付状態を示す
斜視図。

【符号の説明】

２ 基枠 10 レドーム 18 交信用アンテナ要素 21 ＧＰＳ用アンテナ要素

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体への取付部を備える基枠の上に
   は、内側にアンテナ要素収容用の空間を備えるレドーム
   を被せ付け、上記レドームで囲まれた空間内には、通信
   衛星に向けて交信電波を送受信するための交信用アンテ
   ナ要素を、レドームの周側壁に対向した状態で回動自在
   に配設し、更に上記レドームにおいて上記交信電波が通
   る周側壁の領域を避けた頂部には、多数のＧＰＳ衛星か
   ら到来するＧＰＳ電波を受信する為のＧＰＳ用アンテナ
   要素を備えさせたことを特徴とする移動体の衛星通信用
   アンテナ。