JPH08307136A - Automatic satellite tracking antenna system - Google Patents

Automatic satellite tracking antenna system

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JPH08307136A
JPH08307136A JP10662895A JP10662895A JPH08307136A JP H08307136 A JPH08307136 A JP H08307136A JP 10662895 A JP10662895 A JP 10662895A JP 10662895 A JP10662895 A JP 10662895A JP H08307136 A JPH08307136 A JP H08307136A
Authority
JP
Japan
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antenna
reflector
satellite
rotation
tracking
Prior art date
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Pending
Application number
JP10662895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiichi Wakao
伊市 若生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yagi Antenna Co Ltd
Original Assignee
Yagi Antenna Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yagi Antenna Co Ltd filed Critical Yagi Antenna Co Ltd
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Publication of JPH08307136A publication Critical patent/JPH08307136A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To attain miniaturization, light weight and low cost without mounting an elevation angle direction tracking mechanism, a polarized wave front rotation tracking mechanism, and a high frequency circuit section to an antenna itself in the automatic linear polarized wave satellite tracking antenna system used while being mounted on a mobile body such as a vehicle. CONSTITUTION: The antenna system is provided with a antenna turning drive mechanism sets 25-27, 29, 30 driving a linear polarized wave plane antenna 11 having a preset wide beam on a disk shaped fixed base 13 mounted on a mobile body and reflecting plate rotation drive mechanism sets 14, 15, 21-23 driving a beam reflecting plate 16 reflecting the antenna beam of the plane antenna 11 in response to a direction of a satellite elevation angle on the base 13 mounted on the mobile body. Then each drive mechanism is driven in response to a level of a reception signal fed from the plane antenna 11 to a controller 19 via a high frequency rotary coupler 28 and a low noise block down-converter(LNB) 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、車両や船舶等の移動体
に搭載して使用される直線偏波衛星自動追尾アンテナ装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linearly polarized satellite automatic tracking antenna device used by being mounted on a moving body such as a vehicle or a ship.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、移動体に搭載して使用される直線
偏波衛星自動追尾アンテナ装置においては、衛星から到
来する電波を受信し、この受信信号を用いて各追尾機構
を制御している。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a linearly polarized satellite automatic tracking antenna device mounted on a mobile body, radio waves arriving from a satellite are received and each tracking mechanism is controlled by using the received signal. .

【0003】そして、上記直線偏波衛星自動追尾アンテ
ナ装置としては、移動体の左右方向への移動に伴いアン
テナのビーム方向を水平に回転させる水平方向回転追尾
機構と、移動体の上下方向への傾斜に伴いアンテナのビ
ーム方向を仰角方向に変位させる仰角方向追尾機構と、
アンテナの偏波面を衛星と同じにするための偏波面回転
追尾機構との、3種類の追尾機構を備えており、アンテ
ナそれ自体に仰角方向追尾機構と偏波面回転追尾機構及
びその受信信号を周波数変換して抽出するためのローノ
イズブロックダウンコンバータ(LNB)が搭載され
る。
As the linear polarization satellite automatic tracking antenna device, a horizontal rotation tracking mechanism for horizontally rotating the beam direction of the antenna as the moving body moves in the left-right direction, and a vertical rotating direction for the moving body. An elevation angle tracking mechanism that displaces the beam direction of the antenna in the elevation angle direction with inclination,
It is equipped with three types of tracking mechanisms, a polarization plane rotation tracking mechanism for making the polarization plane of the antenna the same as that of a satellite. The antenna itself has an elevation direction tracking mechanism, a polarization plane rotation tracking mechanism, and the frequency of the received signal. A low noise block down converter (LNB) for converting and extracting is mounted.

【0004】特に、14/12GHz帯の通信衛星におい
ては、隣接するCH(チャネル)同士の周波数が重なっ
ており、該隣接CH間での干渉妨害を少なくするために
交差偏波成分を抑制しなければならない。従って、通信
衛星と衛星自動追尾アンテナ装置のアンテナ偏波面を一
致させる上記偏波面回転追尾機構が必要になる。
Particularly, in the 14/12 GHz band communication satellite, the frequencies of adjacent CHs (channels) overlap each other, and cross polarization components must be suppressed in order to reduce interference between adjacent CHs. I have to. Therefore, the polarization plane rotation tracking mechanism for matching the antenna polarization planes of the communication satellite and the satellite automatic tracking antenna device is required.

【0005】このため、上記移動体固定部側と回転部側
との間には、上記ローノイズブロックダウンコンバータ
(LNB)からの受信信号を固定部側に導入するための
高周波回転結合器や電源及び仰角追尾用,偏波面回転追
尾用の制御信号等を回転部側に伝えるためのDC結合器
が必要になる。
Therefore, a high-frequency rotary coupler and a power source for introducing the received signal from the low noise block down converter (LNB) to the fixed portion side between the movable body fixed portion side and the rotating portion side, and A DC coupler for transmitting control signals for elevation angle tracking, polarization plane rotation tracking, etc. to the rotating part side is required.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記従来の
自動追尾アンテナ装置は、アンテナそれ自体に仰角方向
追尾機構と偏波面回転追尾機構及びその受信信号を周波
数変換して抽出するためのローノイズブロックコンバー
タ(LNB)が搭載されているために、回転系及び結合
系共に複雑で重量も重く大型になり、一般に普及し易い
小型,軽量,低価格化が困難な問題がある。
That is, the above-mentioned conventional automatic tracking antenna device is a low noise block converter for extracting the antenna itself by tracking the elevation direction tracking mechanism, the polarization plane rotation tracking mechanism, and the received signal thereof by frequency conversion. Since the (LNB) is mounted, both the rotary system and the coupling system are complicated, heavy and large in size, and there is a problem that it is difficult to reduce the size, the weight and the price, which are generally popular.

【0007】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
アンテナそれ自体に仰角方向追尾機構や偏波面回転追尾
機構及び高周波回路部が搭載されることなく、小型,軽
量,低価格化が可能になる衛星自動追尾アンテナ装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide a satellite automatic tracking antenna device that can be reduced in size, weight, and price without mounting an elevation angle tracking mechanism, a polarization plane rotation tracking mechanism, and a high-frequency circuit unit on the antenna itself.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の請求
項1に係わる衛星自動追尾アンテナ装置は、予め設定さ
れた幅広ビームを有する直線偏波アンテナと、この直線
偏波アンテナのアンテナ面に垂直な軸に対してこのアン
テナを回転自在にして移動体固定部に配置するアンテナ
回転固定手段と、移動体固定部において上記直線偏波ア
ンテナを回転駆動するアンテナ回転駆動手段と、この直
線偏波アンテナのアンテナビームを衛星仰角の方向に対
応して反射させるビーム反射板と、このビーム反射板の
反射方向を水平方向に回転自在にして移動体固定部に配
置する反射板回転固定手段と、移動体固定部において上
記ビーム反射板を回転駆動する反射板回転駆動手段と、
上記アンテナからの受信信号レベルに応じて上記アンテ
ナ回転駆動手段及び反射板回転駆動手段を回転制御する
レベル対応制御手段とを具備したことを特徴とする。
That is, a satellite automatic tracking antenna device according to claim 1 of the present invention is a linearly polarized antenna having a preset wide beam, and is perpendicular to the antenna plane of the linearly polarized antenna. Antenna rotation fixing means for rotatably arranging the antenna on the movable body fixing portion with respect to the axis, antenna rotation driving means for rotating the linear polarization antenna on the moving body fixing portion, and the linear polarization antenna Beam reflector for reflecting the antenna beam of the antenna in correspondence with the elevation angle of the satellite, reflector rotation fixing means for arranging the beam reflector in the horizontal direction so that the reflection direction of the beam reflector is rotatable, and the movable body. Reflector rotation driving means for rotating the beam reflector in the fixed portion,
It is characterized by comprising level-corresponding control means for controlling rotation of the antenna rotation driving means and the reflector rotation driving means in accordance with the level of the signal received from the antenna.

【0009】また、本発明の請求項2に係わる衛星自動
追尾アンテナ装置は、前記請求項1に係わる衛星自動追
尾アンテナ装置にあって、さらに、前記移動体固定部の
水平方向及び仰角方向又はその何れか一方向の変位を検
出する変位検出手段と、この変位検出手段による移動体
固定部の変位に応じて上記アンテナ回転駆動手段及び反
射板回転駆動手段を回転制御する変位対応制御手段とを
具備したことを特徴とする。
A satellite automatic tracking antenna device according to a second aspect of the present invention is the satellite automatic tracking antenna device according to the first aspect, further comprising a horizontal direction and an elevation angle direction of the moving body fixing portion, or the same. Displacement detecting means for detecting displacement in any one direction, and displacement corresponding control means for rotationally controlling the antenna rotation driving means and the reflection plate rotation driving means in accordance with the displacement of the movable body fixing portion by the displacement detection means. It is characterized by having done.

【0010】[0010]

【作用】つまり、前記請求項1に係わる衛星自動追尾ア
ンテナ装置では、直線偏波アンテナとビーム反射板と
が、移動体固定部に配置したアンテナ回転駆動機構と反
射板回転駆動機構とによりそれぞれ回転自在に構成さ
れ、アンテナ偏波角360°,水平方向ビーム角360
°の追尾が行なわれることになり、従来、アンテナに伴
ないローノイズブロックコンバータ(LNB),偏波面
追尾機構,水平方向回転追尾機構,複数の回転結合器を
必要としたのが、共通回転軸を持つ2つの水平方向に回
転する追尾機構と1個の高周波回転結合器に簡素化され
ることになる。
That is, in the satellite automatic tracking antenna device according to the first aspect of the present invention, the linearly polarized antenna and the beam reflector are rotated by the antenna rotation drive mechanism and the reflector rotation drive mechanism arranged on the moving body fixing portion, respectively. Freely configured, antenna polarization angle 360 °, horizontal beam angle 360
Therefore, the low rotation noise block converter (LNB), the polarization plane tracking mechanism, the horizontal rotation tracking mechanism, and the plurality of rotary couplers have been conventionally required along with the antenna. The two horizontal tracking mechanisms and one high-frequency rotary coupler are simplified.

【0011】そして、アンテナビームは、衛星仰角に対
応してビーム反射板により反射設定されているだけでな
く、幅広ビームとなっているので、例えば道路勾配等に
より車体が多少仰角方向に変位した場合でも、該アンテ
ナビームの仰角方向のレベル低下は最少限に抑えられ、
仰角方向に対するビーム追尾機能を特に設けずとも、実
用十分な受信信号レベルが得られることになる。
Since the antenna beam is not only set to be reflected by the beam reflector in correspondence with the satellite elevation angle but also has a wide beam, for example, when the vehicle body is displaced in the elevation angle direction due to a road gradient or the like. However, the decrease in level of the antenna beam in the elevation direction is suppressed to a minimum,
A practically sufficient reception signal level can be obtained without providing a beam tracking function in the elevation direction.

【0012】また、前記請求項2に係わる衛星自動追尾
アンテナ装置では、請求項1に係わる衛星自動追尾アン
テナ装置にあって、変位検出手段による移動体固定部の
水平方向や仰角方向への変位に応じて上記アンテナ回転
駆動機構及び反射板回転駆動機構が回転制御されるの
で、アンテナに対する衛星の位置が常に検出され、衛星
の初期捕捉やトンネル内移動後等の再捕捉に伴なう衛星
捕捉時間が短縮されることになる。
Further, in the satellite automatic tracking antenna device according to the second aspect, in the satellite automatic tracking antenna device according to the first aspect, displacement of the movable body fixing portion by the displacement detecting means in a horizontal direction or an elevation angle direction is performed. The antenna rotation drive mechanism and the reflector rotation drive mechanism are controlled accordingly, so that the satellite position relative to the antenna is always detected, and the satellite acquisition time associated with the initial acquisition of the satellite and the reacquisition of the satellite after retracing, etc. Will be shortened.

【0013】[0013]

【実施例】以下図面により本発明の一実施例について説
明する。図1は本発明の第1実施例に係わる受信用の衛
星自動追尾アンテナ装置の構成を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a satellite automatic tracking antenna device for reception according to the first embodiment of the present invention.

【0014】この自動追尾アンテナ装置には直線偏波用
の平面アンテナ11が備えられる。この平面アンテナ1
1は、例えばラジアルライン型の平面アンテナ(R.
A.:Radial Antenna)を用いてなり、電力半値角が例
えば5°〜10°の幅広ビームを有するもので、この平
面アンテナ11の下面側中央には、ローノイズブロック
ダウンコンバータ(LNB)12が配設される。
This automatic tracking antenna device is provided with a plane antenna 11 for linearly polarized waves. This plane antenna 1
1 is, for example, a radial line type planar antenna (R.
A. : Radial Antenna) and has a wide beam having a half-power half-value angle of, for example, 5 ° to 10 °, and a low noise block down converter (LNB) 12 is disposed in the center of the lower surface side of the planar antenna 11. It

【0015】移動体に固定設置される円形固定ベース1
3の内周部には、ボールベアリングを内蔵したアンテナ
回転機構部29を介して環状のアンテナ回転枠30が設
けられ、上記平面アンテナ11はこのアンテナ回転枠3
0によって上記円形固定ベース13に対し回転自在に配
置される。
A circular fixed base 1 fixedly installed on a moving body.
An annular antenna rotating frame 30 is provided on the inner peripheral portion of the antenna 3 through an antenna rotating mechanism 29 having a ball bearing built therein.
It is rotatably arranged with respect to the circular fixed base 13 by 0.

【0016】上記ローノイズブロックダウンコンバータ
(LNB)12は、上記円形固定ベース13の中央に配
設され、上記平面アンテナ11の下面側中央部と高周波
回転結合器28を介して接続される。
The low noise block down converter (LNB) 12 is arranged at the center of the circular fixed base 13 and is connected to the central portion on the lower surface side of the planar antenna 11 via a high frequency rotary coupler 28.

【0017】上記ローノイズブロックダウンコンバータ
(LNB)12は、高周波回路基板(SHF)及び中間
周波回路基板(IF)を内蔵し、平面アンテナ11から
その給電プローブ及び上記高周波回転結合器28を介し
て導出される衛星受信信号を受信機入力に対応させた中
間周波帯に変換増幅するもので、このローノイズブロッ
クダウンコンバータ(LNB)12は、上記移動体に固
定される円形固定ベース13に載置され固定される。
The low noise block down converter (LNB) 12 contains a high frequency circuit board (SHF) and an intermediate frequency circuit board (IF), and is derived from the planar antenna 11 via its feeding probe and the high frequency rotary coupler 28. The low-noise block down converter (LNB) 12 is mounted and fixed on the circular fixed base 13 fixed to the moving body. To be done.

【0018】上記平面アンテナ11の外周に沿って立上
がった円形固定ベース13の外周部には、ボールベアリ
ングを内蔵した反射板回転機構部14を介して環状の反
射板回転枠15が設けられ、この反射板回転枠15上の
任意の位置には、平面アンテナ11の放射板面より十分
大きい平面状ビーム反射板16の一端がその仰角調整機
構17を介して取付けられる。
An annular reflector rotating frame 15 is provided on the outer periphery of the circular fixed base 13 rising along the outer periphery of the planar antenna 11 via a reflector rotating mechanism portion 14 having a built-in ball bearing. One end of a planar beam reflector 16 which is sufficiently larger than the radiation plate surface of the planar antenna 11 is attached via an elevation angle adjusting mechanism 17 to an arbitrary position on the reflector rotating frame 15.

【0019】つまり、上記反射板回転枠15は、平面ア
ンテナ11の外周に平行にして回転自在に設けられ、反
射板16を水平方向に回転させるもので、ここで、反射
板16は、平面アンテナ11のアンテナビームが衛星電
波の到来方向に対応する仰角方向に反射されるよう上記
仰角調整機構17により仰角調整される。
That is, the reflector rotating frame 15 is rotatably provided in parallel with the outer periphery of the planar antenna 11 and rotates the reflector 16 in the horizontal direction. Here, the reflector 16 is a planar antenna. The elevation angle adjustment mechanism 17 adjusts the elevation angle so that the antenna beam 11 is reflected in the elevation angle direction corresponding to the arrival direction of the satellite radio wave.

【0020】上記ローノイズブロックダウンコンバータ
(LNB)12により中間周波帯に変換された受信信号
は、分配器18を介して、その一方が受信機入力に供給
され、他方が受信信号レベルに応じた直流信号に変換さ
れて制御器19に供給される。
The received signal converted into the intermediate frequency band by the low noise block down converter (LNB) 12 is supplied to the input of the receiver through the distributor 18, and the other of the received signals is DC depending on the received signal level. It is converted into a signal and supplied to the controller 19.

【0021】また、この自動追尾アンテナ装置には位置
センサ20が備えられ、移動体の移動に応じた移動体の
位置,傾斜角,方位角が検出されその検出信号が制御器
19に供給される。
Further, this automatic tracking antenna device is provided with a position sensor 20, which detects the position, inclination angle, and azimuth angle of the moving body according to the movement of the moving body, and supplies the detection signal to the controller 19. .

【0022】ここで、前記位置センサ20における移動
体の位置は、例えばGPS装置により測位され、傾斜角
は傾斜計により、方位角は方位計により計測される。一
方、上記平面アンテナ11を水平回転させるアンテナ回
転枠30は、アンテナモータ(M)25によりアンテナ
ローラ26を介して回転されるもので、アンテナモータ
25は制御器19からのアンテナモータ駆動信号に応じ
てアンテナモータ駆動器27により駆動される。
Here, the position of the moving body in the position sensor 20 is measured by, for example, a GPS device, the tilt angle is measured by an inclinometer, and the azimuth angle is measured by an azimuth meter. On the other hand, an antenna rotation frame 30 for horizontally rotating the planar antenna 11 is rotated by an antenna motor (M) 25 via an antenna roller 26. The antenna motor 25 responds to an antenna motor drive signal from the controller 19. Driven by the antenna motor driver 27.

【0023】また、上記ビーム反射板16を水平回転さ
せる反射板回転枠15は、反射板モータ(M)21によ
り反射板ローラ22を介して回転されるもので、反射板
モータ21は制御器19からの反射板モータ駆動制御信
号に応じて反射板モータ駆動器23により駆動される。
A reflector rotating frame 15 for horizontally rotating the beam reflector 16 is rotated by a reflector motor (M) 21 via a reflector roller 22, and the reflector motor 21 controls the controller 19. It is driven by the reflector motor driver 23 in accordance with the reflector motor drive control signal from.

【0024】そして、例えば車載用の直流電源信号が電
源24に入力され、上記制御系,駆動系の各部に分配供
給される。制御器19は、プログラム制御されるCPU
(マクロプロセッサ)を有し、分配器18から供給され
る受信信号の中間周波数信号を検波し、希望する偏波の
受信信号レベルが最大となり交差する偏波の受信信号レ
ベルが最小となる反射板回転角度及びアンテナ回転角度
となるよう、その制御信号を反射板モータ駆動器23及
びアンテナモータ駆動器27にそれぞれ出力する。
Then, for example, a vehicle-mounted DC power supply signal is input to the power supply 24 and distributed and supplied to each part of the control system and the drive system. The controller 19 is a program-controlled CPU
A reflector having a (macro processor), which detects the intermediate frequency signal of the reception signal supplied from the distributor 18 and maximizes the reception signal level of the desired polarization and minimizes the reception signal level of the crossed polarizations. The control signals are output to the reflector motor driver 23 and the antenna motor driver 27, respectively, so that the rotation angle and the antenna rotation angle are obtained.

【0025】次に、上記構成による衛星自動追尾アンテ
ナ装置の動作について説明する。装置電源24が投入さ
れると、位置センサ20から制御器19に供給される移
動体の位置,傾斜角,方位角に基づき、このアンテナ装
置に対する受信衛星の方向が捕捉され、ビーム反射板1
6が上記受信衛星の方向にその反射ビームを向けて設定
されるよう、制御器19からのモータ駆動制御信号が反
射板モータ駆動器23に供給され、反射板モータ21に
より反射板ローラ22及び反射板回転枠15を介してビ
ーム反射板16が回転制御される。
Next, the operation of the satellite automatic tracking antenna device having the above configuration will be described. When the device power supply 24 is turned on, the direction of the receiving satellite with respect to this antenna device is captured based on the position, tilt angle, and azimuth angle of the moving body supplied from the position sensor 20 to the controller 19, and the beam reflector 1
The motor drive control signal from the controller 19 is supplied to the reflector motor driver 23 so that the reflector 6 can be set by directing its reflected beam in the direction of the receiving satellite. The rotation of the beam reflector 16 is controlled via the plate rotating frame 15.

【0026】ここで、制御器19において、前記平面ア
ンテナ11から分配器18を介して供給される希望偏波
の受信信号レベルが所定レベルLth以下と判断された場
合には、初期捕捉制御(ワイパーモード)が起動され、
まず、反射板モータ駆動器23にモータ駆動制御信号が
出力されて反射板モータ21が駆動され、ビーム反射板
16は反射板ローラ22及び反射板回転枠15を介して
右あるいは左方向に回転される。
Here, when the controller 19 determines that the received signal level of the desired polarization supplied from the planar antenna 11 via the distributor 18 is below a predetermined level Lth, initial acquisition control (wiper) is performed. Mode) is started,
First, a motor drive control signal is output to the reflector motor driver 23 to drive the reflector motor 21, and the beam reflector 16 is rotated to the right or left via the reflector roller 22 and the reflector rotating frame 15. It

【0027】この際、上記ビーム反射板16により反射
されるアンテナビームが衛星からの到来電波方向に一致
すると上記受信信号レベルは最大レベルとなるので、こ
の最大の受信信号レベルが得られるようビーム反射板1
6は左右方向に回転駆動制御される。
At this time, if the antenna beam reflected by the beam reflector 16 coincides with the direction of the incoming radio wave from the satellite, the received signal level becomes the maximum level. Therefore, the beam reflection is performed so as to obtain this maximum received signal level. Board 1
6 is rotationally controlled in the left-right direction.

【0028】そして、上記ビーム反射板16の水平方向
回転制御により制御器19に供給される受信信号レベル
が最大になると、反射板モータ21に対するモータ駆動
制御信号の出力が停止され、ビーム反射板16はその反
射ビームを衛星からの到来電波方向に一致設定した状態
になる。
When the level of the received signal supplied to the controller 19 is maximized by the horizontal rotation control of the beam reflector 16, the output of the motor drive control signal to the reflector motor 21 is stopped and the beam reflector 16 is stopped. Is in a state where its reflected beam is set to match the direction of the incoming radio wave from the satellite.

【0029】また、これと共に、アンテナモータ駆動器
27にモータ駆動制御信号が出力されてアンテナモータ
25が駆動され、平面アンテナ11はアンテナローラ2
6及びアンテナ回転枠30を介して右あるいは左方向に
回転される。
At the same time, a motor drive control signal is output to the antenna motor driver 27 to drive the antenna motor 25, so that the planar antenna 11 becomes the antenna roller 2.
It is rotated rightward or leftward via 6 and the antenna rotation frame 30.

【0030】この際、上記平面アンテナ11の偏波面が
衛星からの希望偏波の偏波面と一致すると該希望偏波の
受信信号レベルは最大レベルとなり、交差偏波の受信信
号レベルは最小となるので、この希望偏波で最大,交差
偏波で最小の受信信号レベルが得られるよう平面アンテ
ナ11は左右方向に回転駆動制御される。
At this time, if the plane of polarization of the plane antenna 11 coincides with the plane of polarization of the desired polarization from the satellite, the received signal level of the desired polarization becomes maximum and the received signal level of cross polarization becomes minimum. Therefore, the planar antenna 11 is rotationally controlled in the left-right direction so that the maximum reception signal level can be obtained with the desired polarization and the minimum reception signal level can be obtained with the cross polarization.

【0031】そして、上記平面アンテナ11の偏波面追
尾制御により制御器19に供給される希望偏波の受信信
号レベルが最大になり、交差偏波の受信信号レベルが最
小になると、アンテナモータ25に対するモータ駆動制
御信号の出力が停止され、平面アンテナ11はその偏波
面を衛星電波の希望偏波面に一致設定した状態になる。
Then, when the polarization plane tracking control of the plane antenna 11 maximizes the reception signal level of the desired polarization supplied to the controller 19 and minimizes the reception signal level of the cross polarization, the antenna motor 25 is operated. The output of the motor drive control signal is stopped, and the plane antenna 11 is in a state where its plane of polarization is set to match the desired plane of polarization of the satellite radio wave.

【0032】すると、制御器19では、その制御モード
が上記初期捕捉制御(ワイパーモード)から変位制御
(連続追尾モード)に切換えられる。すなわち、上記希
望偏波面で最大受信信号レベルが得られたとき、つま
り、この変位制御(連続追尾モード)に切換えられたと
きに位置センサ20から供給される方位角信号を基準と
し、それ以降の車体の方位変位に伴い供給される方位信
号の変化に基づき、その方位変化分のモータ駆動制御信
号が反射板モータ駆動器23及びアンテナモータ駆動器
27に出力されるもので、これにより、上記平面アンテ
ナ11からビーム反射板16により反射されるアンテナ
ビームの方向、及び平面アンテナ11における偏波面
は、上記希望偏波面の最大受信信号レベルが得られた状
態に保持されるよう制御される。
Then, in the controller 19, the control mode is switched from the initial capture control (wiper mode) to the displacement control (continuous tracking mode). That is, when the maximum received signal level is obtained in the desired polarization plane, that is, when the displacement control (continuous tracking mode) is switched to, the azimuth signal supplied from the position sensor 20 is used as a reference, and thereafter Based on the change in the azimuth signal supplied with the azimuth displacement of the vehicle body, a motor drive control signal corresponding to the azimuth change is output to the reflector motor driver 23 and the antenna motor driver 27. The direction of the antenna beam reflected by the beam reflector 16 from the antenna 11 and the plane of polarization of the plane antenna 11 are controlled so that the maximum received signal level of the desired plane of polarization is maintained.

【0033】この後、上記変位制御による累積誤差によ
り、上記平面アンテナ11のアンテナビームが衛星電波
の到来方向からずれたり、希望偏波面からずれ、制御器
19に供給される受信信号レベルが所定レベルLth以下
に低下した場合には、その制御モードは再び上記初期捕
捉制御(ワイパーモード)に切換えられる。
After that, due to the accumulated error due to the displacement control, the antenna beam of the planar antenna 11 deviates from the arrival direction of the satellite radio wave or deviates from the desired polarization plane, and the received signal level supplied to the controller 19 reaches a predetermined level. When it falls below Lth, the control mode is switched to the initial capture control (wiper mode) again.

【0034】この場合、前記位置センサ20により移動
体の位置、傾斜角,方位角を計測してこのアンテナ装置
に対する受信衛星の方向を捕捉し、この捕捉した受信衛
星の方向にアンテナビームの方向を予め回転制御するの
で、衛星の初期捕捉時やトンネル移動後等の再捕捉時に
伴なう捕捉時間が短縮されるようになる。
In this case, the position sensor 20 measures the position, tilt angle, and azimuth angle of the moving body to capture the direction of the receiving satellite with respect to this antenna device, and the direction of the antenna beam in the direction of the captured receiving satellite. Since the rotation is controlled in advance, the acquisition time associated with the initial acquisition of the satellite and the reacquisition of the satellite after the tunnel is moved can be shortened.

【0035】しかも、前記移動体位置の計測にGPS装
置を用いた場合には、GPS衛星の受信の有無により、
トンネル等、衛星受信不能な場所の通過中であることが
判断されるので、この衛星受信不能な場所における無駄
な衛星捕捉制御動作が無くせるようになる。
Moreover, when a GPS device is used to measure the position of the moving body, it depends on whether or not GPS satellites are received.
Since it is determined that the vehicle is passing through a place where satellites cannot be received, such as a tunnel, it is possible to eliminate useless satellite acquisition control operation in this place where satellites cannot be received.

【0036】一方、上記平面アンテナ11のアンテナビ
ームは、衛星仰角に対応してビーム反射板16により反
射設定されているだけでなく、電力半値角が例えば5°
〜10°の幅広ビームとなっているので、例えば道路勾
配等により車体が多少仰角方向に変位した場合でも、該
アンテナビームの仰角方向のレベル低下は1〜2dB以
下に抑えられ、仰角方向に対するビーム追尾機能を特に
設けずとも、実用十分な受信信号レベルが得られるよう
になる。
On the other hand, the antenna beam of the planar antenna 11 is not only set to be reflected by the beam reflector 16 in correspondence with the satellite elevation angle, but also has a half-power angle of 5 °, for example.
Since the beam is a wide beam of -10 °, even if the vehicle body is slightly displaced in the elevation direction due to a road gradient or the like, the level reduction of the antenna beam in the elevation direction can be suppressed to 1 to 2 dB or less, and the beam in the elevation direction can be suppressed. Even if the tracking function is not provided, a practically sufficient received signal level can be obtained.

【0037】したがって、上記構成の衛星自動追尾アン
テナ装置によれば、予め設定された幅広ビームを有する
直線偏波用平面アンテナ11を、移動体に設置された円
形固定ベース13上で回転自在にして配置して回転駆動
するアンテナ回転駆動機構25,26,27,29,3
0と、この平面アンテナ11のアンテナビームを衛星仰
角の方向に対応して反射させるビーム反射板16を、前
記移動体に設置された円形固定ベース13上で回転自在
にして配置して回転駆動する反射板回転駆動機構14,
15,21,22,23とを設け、上記平面アンテナ1
1から高周波回転結合器28及びローノイズブロックダ
ウンコンバータ(LNB)12を介して制御器19に供
給される受信信号レベルに応じて、上記アンテナ回転駆
動機構及び反射板回転駆動機構が回転制御されるので、
前記平面アンテナ11側そのものに水平方向追尾機構や
偏波面追尾機構,そして仰角追尾機構を設けずとも、良
好な衛星自動追尾が行なわれるようになり、移動体に搭
載し易く一般に普及し易い小型,軽量,低価格化を実現
できる。
Therefore, according to the satellite automatic tracking antenna device having the above-mentioned configuration, the linearly polarized plane antenna 11 having a preset wide beam is rotatably mounted on the circular fixed base 13 installed on the moving body. Antenna rotation drive mechanism 25, 26, 27, 29, 3 which is arranged and rotationally driven
0 and a beam reflector 16 for reflecting the antenna beam of the planar antenna 11 in correspondence with the direction of satellite elevation angle are rotatably arranged and rotatably arranged on a circular fixed base 13 installed on the moving body. Reflector rotation drive mechanism 14,
15, 21, 22, 23 are provided, and the planar antenna 1
The rotation of the antenna rotation drive mechanism and the reflection plate rotation drive mechanism is controlled according to the received signal level supplied from 1 to the controller 19 via the high frequency rotary coupler 28 and the low noise block down converter (LNB) 12. ,
Even without providing a horizontal direction tracking mechanism, a polarization plane tracking mechanism, and an elevation angle tracking mechanism on the plane antenna 11 side itself, good satellite automatic tracking can be performed, and it is easy to mount on a mobile body and is easy to be popularized. Light weight and low price can be realized.

【0038】また、上記構成の衛星自動追尾アンテナ装
置によれば、位置センサ20により移動体の位置,傾斜
角,方位角を計測して受信衛星の方向を捕捉し、これに
基づき水平方向回転追尾及び偏波面追尾を行なうので、
受信開始後の初期捕捉や再捕捉においてその捕捉時間を
大幅に短縮することができる。
Further, according to the satellite automatic tracking antenna device having the above structure, the position sensor 20 measures the position, tilt angle, and azimuth of the moving body to capture the direction of the receiving satellite, and based on this, the horizontal rotation tracking is performed. And polarization plane tracking, so
The acquisition time can be greatly shortened in the initial acquisition and the re-acquisition after the start of reception.

【0039】なお、上記図1における第1実施例では、
受信専用の衛星自動追尾アンテナ装置について説明した
が、例えば図2における第2実施例に示すように、送受
信用の衛星自動追尾アンテナ装置として構成してもよ
い。
In the first embodiment shown in FIG. 1,
Although the satellite automatic tracking antenna device dedicated to reception has been described, it may be configured as a satellite automatic tracking antenna device for transmission and reception, as shown in, for example, the second embodiment in FIG.

【0040】図2は本発明の第2実施例に係わる送受信
用の衛星自動追尾アンテナ装置の構成を示す図である。
この図2における送受信用の衛星自動追尾アンテナ装置
では、図1における受信用の衛星自動追尾アンテナ装置
に対して、送信用アップコンバータ41、送信用アンプ
42、共用器43を付加することで、送受信の両方で衛
星自動追尾を行なう構成としている。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of a satellite automatic tracking antenna device for transmission / reception according to the second embodiment of the present invention.
In the satellite automatic tracking antenna device for transmission / reception in FIG. 2, by adding a transmission up-converter 41, a transmission amplifier 42, and a duplexer 43 to the satellite automatic tracking antenna device for reception in FIG. Both are configured to perform satellite automatic tracking.

【0041】この場合、特に、送信時においては、隣接
するCHの干渉が他の通信を妨げることから、上記受信
用装置以上に交差偏波成分を抑制する必要がある。この
ため、例えばチューナでの復調信号レベル等を用いた交
差偏波受信信号レベルを交差偏波識別信号として制御器
19に入力するか、あるいは、この送受信用装置の送信
に伴なう交差偏波送信信号レベルを、通信相手となる基
地局側からデータとして受信し、チューナで復調した後
に交差偏波識別信号として制御器19に入力してもよ
い。
In this case, in particular, at the time of transmission, interference of adjacent CHs interferes with other communications, so that it is necessary to suppress cross polarization components more than the above-mentioned receiving device. Therefore, for example, the cross polarization reception signal level using the demodulation signal level in the tuner or the like is input to the controller 19 as the cross polarization identification signal, or the cross polarization associated with the transmission of this transmission / reception device is transmitted. The transmission signal level may be received as data from the base station that is a communication partner, demodulated by the tuner, and then input to the controller 19 as a cross polarization identification signal.

【0042】図3は本発明の第3実施例に係わる直交偏
波共用可能な衛星自動追尾アンテナ装置の構成を示す図
である。この図3における直交偏波共用可能な衛星自動
追尾アンテナ装置では、図1における受信用の衛星自動
追尾アンテナ装置に対して、直交偏波共用アンテナ5
1、直交偏波共用高周波回転結合器52を用いると共
に、それぞれの偏波に対応したローノイズブロックダウ
ンコンバータ(V.LNB)53、(H.LNB)54
を用いることで、直交する2つの偏波を共用できる衛星
自動追尾アンテナを構成している。
FIG. 3 is a diagram showing the structure of a satellite automatic tracking antenna device capable of sharing orthogonal polarizations according to a third embodiment of the present invention. The satellite automatic tracking antenna apparatus capable of sharing orthogonal polarizations in FIG. 3 is different from the satellite automatic tracking antenna apparatus for reception in FIG.
1. A low noise block down converter (V.LNB) 53, (H.LNB) 54 corresponding to each polarization while using a high-frequency rotary coupler 52 for dual orthogonal polarization
By using, the satellite automatic tracking antenna that can share two orthogonal polarizations is configured.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1に係わ
る衛星自動追尾アンテナ装置によれば、直線偏波アンテ
ナとビーム反射板とが、移動体固定部に配置したアンテ
ナ回転駆動機構と反射板回転駆動機構とによりそれぞれ
回転自在に構成され、アンテナ偏波角360°,水平方
向ビーム角360°の追尾が行なわれることになり、従
来、アンテナに伴ないローノイズブロックコンバータ
(LNB),偏波面追尾機構,水平方向回転追尾機構,
複数の回転結合器を必要としたのが、共通回転軸を持つ
2つの水平方向に回転する追尾機構と1個の高周波回転
結合器に簡素化されるようになる。そして、アンテナビ
ームは、衛星仰角に対応してビーム反射板により反射設
定されているだけでなく、幅広ビームとなっているの
で、例えば道路勾配等により車体が多少仰角方向に変位
した場合でも、該アンテナビームの仰角方向のレベル低
下は最少限に抑えられ、仰角方向に対するビーム追尾機
能を特に設けずとも、実用十分な受信信号レベルが得ら
れるようになる。
As described above, according to the satellite automatic tracking antenna device in accordance with the first aspect of the present invention, the linearly polarized antenna and the beam reflector are arranged in the movable body fixing portion, and the antenna rotation drive mechanism is provided. It is configured to be rotatable by a reflector rotation driving mechanism, and tracking of an antenna polarization angle of 360 ° and a horizontal beam angle of 360 ° is performed. Therefore, conventionally, a low noise block converter (LNB) and a polarization converter have been used in association with an antenna. Wavefront tracking mechanism, Horizontal rotation tracking mechanism,
The need for a plurality of rotary couplers is simplified to two horizontally rotating tracking mechanisms having a common rotation axis and one high-frequency rotary coupler. The antenna beam is not only reflected by the beam reflector in accordance with the elevation angle of the satellite, but also has a wide beam, so that even if the vehicle body is slightly displaced in the elevation direction due to, for example, a road gradient, The level drop of the antenna beam in the elevation direction can be suppressed to a minimum, and a practically sufficient reception signal level can be obtained without providing a beam tracking function in the elevation direction.

【0044】また、本発明の請求項2に係わる衛星自動
追尾アンテナ装置によれば、請求項1に係わる衛星自動
追尾アンテナ装置にあって、変位検出手段による移動体
固定部の水平方向や仰角方向への変位に応じて上記アン
テナ回転駆動機構及び反射板回転駆動機構が回転制御さ
れるので、アンテナに対する衛星の位置が常に検出さ
れ、衛星の初期捕捉やトンネル内移動後等の再捕捉に伴
なう衛星捕捉時間が短縮されるようになる。
According to the satellite automatic tracking antenna device of the second aspect of the present invention, in the satellite automatic tracking antenna device of the first aspect, the horizontal direction and the elevation angle direction of the moving body fixing portion by the displacement detecting means. The rotation of the antenna rotation drive mechanism and the reflector rotation drive mechanism is controlled in accordance with the displacement of the satellite, so that the satellite position relative to the antenna is always detected, and the satellite is initially captured or re-acquired after moving in a tunnel. The satellite acquisition time will be shortened.

【0045】よって、本発明によれば、アンテナそれ自
体に仰角方向追尾機構や偏波面回転追尾機構及び高周波
回路部が搭載されることなく、小型,軽量,低価格化が
可能になる衛星自動追尾アンテナ装置を提供できる。
Therefore, according to the present invention, the automatic satellite tracking that enables downsizing, weight reduction and cost reduction without mounting the elevation direction tracking mechanism, the polarization plane rotation tracking mechanism and the high frequency circuit section on the antenna itself. An antenna device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係わる受信用の衛星自動
追尾アンテナ装置の構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a satellite automatic tracking antenna device for reception according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例に係わる送受信用の衛星自
動追尾アンテナ装置の構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a satellite automatic tracking antenna device for transmission / reception according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例に係わる直交偏波共用可能
な衛星自動追尾アンテナ装置の構成を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a satellite automatic tracking antenna device capable of sharing orthogonal polarizations according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…直線偏波平面アンテナ、12…ローノイズブロッ
クダウンコンバータ(LNB)、13…円形固定ベー
ス、14…反射板回転機構部、15…反射板回転枠、1
6…ビーム反射板、17…仰角調整機構、18…分配
器、19…制御器、20…位置センサ、21…反射板モ
ータ、22…反射板ローラ、23…反射板モータ駆動
器、24…電源、25…アンテナモータ、26…アンテ
ナローラ、27…アンテナモータ駆動器、28…高周波
回転結合器、29…アンテナ回転機構部、30…アンテ
ナ回転枠、41…送信用アップコンバータ、42…送信
用アンプ(AMP)、43…共用器、51…直交偏波共
用アンテナ、52…直交偏波共用高周波回転結合器、5
3…垂直偏波ローノイズブロックダウンコンバータ
(V.LNB)、54…水平偏波ローノイズブロックダ
ウンコンバータ(H.LNB)。
11 ... Linearly polarized plane antenna, 12 ... Low noise block down converter (LNB), 13 ... Circular fixed base, 14 ... Reflector rotation mechanism part, 15 ... Reflector rotation frame, 1
6 ... Beam reflector, 17 ... Elevation angle adjusting mechanism, 18 ... Distributor, 19 ... Controller, 20 ... Position sensor, 21 ... Reflector motor, 22 ... Reflector roller, 23 ... Reflector motor driver, 24 ... Power supply , 25 ... Antenna motor, 26 ... Antenna roller, 27 ... Antenna motor driver, 28 ... High frequency rotary coupler, 29 ... Antenna rotation mechanism section, 30 ... Antenna rotation frame, 41 ... Transmission up-converter, 42 ... Transmission amplifier (AMP), 43 ... Duplexer, 51 ... Orthogonal polarization shared antenna, 52 ... Orthogonal polarization shared high frequency rotary coupler, 5
3 ... Vertical polarization low noise block down converter (V.LNB), 54 ... Horizontal polarization low noise block down converter (H.LNB).

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 予め設定された幅広ビームを有する直線
偏波アンテナと、 この直線偏波アンテナのアンテナ面に垂直な軸に対して
このアンテナを回転自在にして移動体固定部に配置する
アンテナ回転固定手段と、 移動体固定部において上記直線偏波アンテナを回転駆動
するアンテナ回転駆動手段と、 この直線偏波アンテナのアンテナビームを衛星仰角の方
向に対応して反射させるビーム反射板と、 このビーム反射板の反射方向を水平方向に回転自在にし
て移動体固定部に配置する反射板回転固定手段と、 移動体固定部において上記ビーム反射板を回転駆動する
反射板回転駆動手段と、 上記アンテナからの受信信号レベルに応じて上記アンテ
ナ回転駆動手段及び反射板回転駆動手段を回転制御する
レベル対応制御手段とを具備したことを特徴とする衛星
自動追尾アンテナ装置。
1. A linearly polarized wave antenna having a preset wide beam, and an antenna rotation for arranging the linearly polarized wave antenna on a movable body fixing portion so that the antenna can be rotated about an axis perpendicular to an antenna surface of the linearly polarized wave antenna. Fixing means, antenna rotation driving means for rotatably driving the linearly polarized antenna at the movable body fixing portion, a beam reflector for reflecting the antenna beam of the linearly polarized antenna in correspondence with the direction of satellite elevation angle, and this beam The reflector rotation fixing means for arranging the reflecting direction of the reflector in the horizontal direction in the movable body fixing portion, the reflecting plate rotation driving means for rotating the beam reflecting plate in the movable body fixing portion, and the antenna And a level-corresponding control means for controlling rotation of the antenna rotation driving means and the reflector rotation driving means in accordance with the received signal level. A satellite automatic tracking antenna device.
【請求項2】 さらに、前記移動体固定部の水平方向及
び仰角方向又はその何れか一方向の変位を検出する変位
検出手段と、 この変位検出手段による移動体固定部の変位に応じて上
記アンテナ回転駆動手段及び反射板回転駆動手段を回転
制御する変位対応制御手段とを具備したことを特徴とす
る請求項1記載の衛星自動追尾アンテナ装置。
2. A displacement detecting means for detecting a displacement of the moving body fixing portion in a horizontal direction and / or an elevation angle direction, and the antenna according to the displacement of the moving body fixing portion by the displacement detecting means. 2. The satellite automatic tracking antenna device according to claim 1, further comprising: displacement-corresponding control means for rotationally controlling the rotation driving means and the reflector rotation driving means.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304879A (en) * 2000-04-27 2001-10-31 Maspro Denkoh Corp On-vehicle satellite tracking device and on-vehicle satellite receiving system
KR200458333Y1 (en) * 2010-03-26 2012-02-15 주식회사 아이두잇 Horn array type antenna for mobile device
US9363007B2 (en) 2014-06-26 2016-06-07 Fujitsu Limited Relay device and method of adjusting relay device

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Effective date: 20040406