JPH09130319A - 移動体ｓｎｇ装置 - Google Patents
移動体ｓｎｇ装置Info
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- JPH09130319A JPH09130319A JP28149495A JP28149495A JPH09130319A JP H09130319 A JPH09130319 A JP H09130319A JP 28149495 A JP28149495 A JP 28149495A JP 28149495 A JP28149495 A JP 28149495A JP H09130319 A JPH09130319 A JP H09130319A
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- JP
- Japan
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- transmission
- bus system
- mobile
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- sng
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の移動体ＳＮＧ装置においては、その装
置に、電子追尾機能の付加を必要とするため、サブアレ
ー構成の平面アレーアンテナでアンテナシステムを構成
する場合、サブアレー背面における固体電力増幅器、高
周波回路および多数のコンポーネント間の接続によるシ
ステムの大型化および重量の増加を避けることができ
ず、装置を分解して、小型船舶に運搬し、そこで組立て
使用することがきわめて困難であった。 【解決手段】 それぞれ表面がレドーム２で覆われた多
層基板平面アンテナ１およびそのアンテナの裏面にモジ
ュール化されて設けられた第１の回路部３からなる複数
個の送受信モジュール４と、それら送受信モジュールを
それぞれマウントするための複数個のマウント部５およ
びそれらマウント部にマウントされる上記送受信モジュ
ール４と信号の受け渡しを行う第２の回路部を具えたバ
スシステム６とによって構成した。
置に、電子追尾機能の付加を必要とするため、サブアレ
ー構成の平面アレーアンテナでアンテナシステムを構成
する場合、サブアレー背面における固体電力増幅器、高
周波回路および多数のコンポーネント間の接続によるシ
ステムの大型化および重量の増加を避けることができ
ず、装置を分解して、小型船舶に運搬し、そこで組立て
使用することがきわめて困難であった。 【解決手段】 それぞれ表面がレドーム２で覆われた多
層基板平面アンテナ１およびそのアンテナの裏面にモジ
ュール化されて設けられた第１の回路部３からなる複数
個の送受信モジュール４と、それら送受信モジュールを
それぞれマウントするための複数個のマウント部５およ
びそれらマウント部にマウントされる上記送受信モジュ
ール４と信号の受け渡しを行う第２の回路部を具えたバ
スシステム６とによって構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン放送
の分野において移動体上からニュース映像素材等を通信
衛星経由で基地局に伝送するための移動体ＳＮＧ（Sate
llite News Gathering) 装置に関するものである。
の分野において移動体上からニュース映像素材等を通信
衛星経由で基地局に伝送するための移動体ＳＮＧ（Sate
llite News Gathering) 装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来よりＳＮＧ装置の送信機システムの
アンテナは、パラボラアンテナを用いたものが主である
が、特に移動体送信を必要とする場合、追尾機構が必要
になるため、装置が大掛りになり、装置を分解して移動
体上へ運搬し、そこで組み立てて使用することは不可能
であった。これに対し、最近では、アンテナを複数のサ
ブアレーで構成することにより電子追尾機能を持たせた
平面アレーアンテナ方式の研究・開発が進められている
が、この方式では、各サブアレー毎に固体増幅器（ＳＳ
ＰＡ）、送信モニター回路および低雑音ブロックダウン
コンバータ（ＬＮＢ）などの多数の高周波回路基板・コ
ンポーネントをアンテナの背面に実装する必要がある。
この際、従来の技術では高周波回路基板・コンポーネン
トを各々、導波管およびケーブルで接続したり、また、
ＳＳＰＡの放熱に関しても各ＳＳＰＡを放熱器に取り付
け冷却ファンにより強制空冷を行っている。また、アン
テナに規定の振幅・位相の高周波信号が入力しているか
を監視する送信モニターは、アンテナ入力端子直前に取
り付けられた方向性結合器により信号の取り出し行って
おり、アンテナの放射素子の影響や、インピーダンス不
整合による多重反射等の影響により、空間に放射された
電波の振幅・位相を正確にモニターすることは不可能で
あった。
アンテナは、パラボラアンテナを用いたものが主である
が、特に移動体送信を必要とする場合、追尾機構が必要
になるため、装置が大掛りになり、装置を分解して移動
体上へ運搬し、そこで組み立てて使用することは不可能
であった。これに対し、最近では、アンテナを複数のサ
ブアレーで構成することにより電子追尾機能を持たせた
平面アレーアンテナ方式の研究・開発が進められている
が、この方式では、各サブアレー毎に固体増幅器（ＳＳ
ＰＡ）、送信モニター回路および低雑音ブロックダウン
コンバータ（ＬＮＢ）などの多数の高周波回路基板・コ
ンポーネントをアンテナの背面に実装する必要がある。
この際、従来の技術では高周波回路基板・コンポーネン
トを各々、導波管およびケーブルで接続したり、また、
ＳＳＰＡの放熱に関しても各ＳＳＰＡを放熱器に取り付
け冷却ファンにより強制空冷を行っている。また、アン
テナに規定の振幅・位相の高周波信号が入力しているか
を監視する送信モニターは、アンテナ入力端子直前に取
り付けられた方向性結合器により信号の取り出し行って
おり、アンテナの放射素子の影響や、インピーダンス不
整合による多重反射等の影響により、空間に放射された
電波の振幅・位相を正確にモニターすることは不可能で
あった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】平面アレーアンテナを
サブアレーに分割し、各サブアレー毎にＳＳＰＡ、移相
器を付加し、各サブアレー毎の送信波の振幅・位相を制
御することにより電子追尾を行うアレーアンテナ方式の
ＳＮＧ装置は、パラボラアンテナによる従来からのＳＮ
Ｇ装置よりも移動体ＳＮＧに適しているといえるが、各
サブアレーの背面にＳＳＰＡや高周波回路、あるいは送
信モニター用の方向性結合器などのコンポーネントを実
装し、さらにこれらを導波管や高周波ケーブルで接続し
た場合、サブアレー背面部分の回路規模が大きくかつ重
くなるという問題点が残っていた。
サブアレーに分割し、各サブアレー毎にＳＳＰＡ、移相
器を付加し、各サブアレー毎の送信波の振幅・位相を制
御することにより電子追尾を行うアレーアンテナ方式の
ＳＮＧ装置は、パラボラアンテナによる従来からのＳＮ
Ｇ装置よりも移動体ＳＮＧに適しているといえるが、各
サブアレーの背面にＳＳＰＡや高周波回路、あるいは送
信モニター用の方向性結合器などのコンポーネントを実
装し、さらにこれらを導波管や高周波ケーブルで接続し
た場合、サブアレー背面部分の回路規模が大きくかつ重
くなるという問題点が残っていた。
【０００４】さらに、温度変化による特性変化やドリフ
トを補償するためのフィードバックループで振幅・位相
を補正する場合も、従来はアンテナ系を含まないループ
であるため、フィードバックループ以降の伝送路のイン
ピーダンス不整合による多重反射による影響やアンテナ
の特性変化が誤差要因として残るという問題点もあっ
た。このことは、アンテナ部のサブアレー個々の特性と
装置全体での特性とを電波無響室等で測定し、補正デー
タを取得する作業を必要とし、その労力と経費が装置の
特性維持に多大な負担となるという問題点もあった。
トを補償するためのフィードバックループで振幅・位相
を補正する場合も、従来はアンテナ系を含まないループ
であるため、フィードバックループ以降の伝送路のイン
ピーダンス不整合による多重反射による影響やアンテナ
の特性変化が誤差要因として残るという問題点もあっ
た。このことは、アンテナ部のサブアレー個々の特性と
装置全体での特性とを電波無響室等で測定し、補正デー
タを取得する作業を必要とし、その労力と経費が装置の
特性維持に多大な負担となるという問題点もあった。
【０００５】ＳＳＰＡの冷却は、上述のように各ＳＳＰ
Ａ毎に放熱板を取り付け、さらに冷却ファンにより送風
することで行っているため、海上での使用が必要な移動
体ＳＮＧ装置では、潮風による影響が大きく、さらに、
多数のＳＳＰＡの一体構造により送信機が構成されてい
るため、運搬が極めて困難であるばかりでなく、故障診
断・修理にも大きな手間を必要とし、また、アレーアン
テナを構成するサブアレーの数にも限界があった。
Ａ毎に放熱板を取り付け、さらに冷却ファンにより送風
することで行っているため、海上での使用が必要な移動
体ＳＮＧ装置では、潮風による影響が大きく、さらに、
多数のＳＳＰＡの一体構造により送信機が構成されてい
るため、運搬が極めて困難であるばかりでなく、故障診
断・修理にも大きな手間を必要とし、また、アレーアン
テナを構成するサブアレーの数にも限界があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による移動体ＳＮ
Ｇ装置では、運搬上の問題や故障修理の問題を解決する
手段として、多層基板による平面アンテナとＳＳＰＡお
よび高周波コンポーネントを組み合わせて送受信モジュ
ールを構成し、各サブアレー毎に機能を完全に独立と
し、各サブアレー単位でバスシステムに接続する方法を
採用した。
Ｇ装置では、運搬上の問題や故障修理の問題を解決する
手段として、多層基板による平面アンテナとＳＳＰＡお
よび高周波コンポーネントを組み合わせて送受信モジュ
ールを構成し、各サブアレー毎に機能を完全に独立と
し、各サブアレー単位でバスシステムに接続する方法を
採用した。
【０００７】また、本発明では、特に送信用モニターの
検出を、多層構造平面アンテナの中央部のパラサイト素
子１個をピックアップモニター用素子として用いること
により、送信電波の振幅・位相を直接モニターする構成
としている。これにより、アンテナまでをループに含む
フィードバック系が構成されるため、インピーダンス不
整合による多重反射によって生じる振幅・位相のシフト
やアンテナ部の特性の変化までを補償した高精度の振幅
・位相制御が可能となる。また、モジュール単体の特性
も簡単な測定設備で行えるため、従来のような大がかり
な測定を必要とせず、測定にかかる労力・特性維持の経
費を大幅に軽減することができる。
検出を、多層構造平面アンテナの中央部のパラサイト素
子１個をピックアップモニター用素子として用いること
により、送信電波の振幅・位相を直接モニターする構成
としている。これにより、アンテナまでをループに含む
フィードバック系が構成されるため、インピーダンス不
整合による多重反射によって生じる振幅・位相のシフト
やアンテナ部の特性の変化までを補償した高精度の振幅
・位相制御が可能となる。また、モジュール単体の特性
も簡単な測定設備で行えるため、従来のような大がかり
な測定を必要とせず、測定にかかる労力・特性維持の経
費を大幅に軽減することができる。
【０００８】また、本発明移動体ＳＮＧ装置に使用する
平面アンテナでは、基板製作技術により複数のアンテナ
素子を積層することが可能であるため、放射用アンテナ
素子の上部に常に一定の間隔となるようにパラサイト素
子（中央部の１つはピックアップ用モニター素子として
兼用）を積層することにより、アンテナ素子単体あるい
はサブアレー毎の性能ばらつきを少なくすることができ
る。また、各素子層を一体に積層化することにより薄く
かつ軽量にすることができる。
平面アンテナでは、基板製作技術により複数のアンテナ
素子を積層することが可能であるため、放射用アンテナ
素子の上部に常に一定の間隔となるようにパラサイト素
子（中央部の１つはピックアップ用モニター素子として
兼用）を積層することにより、アンテナ素子単体あるい
はサブアレー毎の性能ばらつきを少なくすることができ
る。また、各素子層を一体に積層化することにより薄く
かつ軽量にすることができる。
【０００９】さらに、多層構造の平面アンテナ部の背面
には、ＳＳＰＡ、バンドパスフィルター等のコンポーネ
ント、ミキサや受信用ＬＮＢなどが実装される。本発明
では、多少の損失が許容される回路部分については大幅
に小型化・プリント化を図り、これらの回路をプリント
基板上に一体化するとともに、多層基板平面アンテナと
一体化した送受信モジュールにすることによって、サブ
アレーの小型化および軽量化を図っている。また、回路
中のアップコンバーターおよびダウンコンバーター用の
ローカル信号発生器を各モジュール内に配置せず、外部
から共通のローカル信号を入力することによって、各モ
ジュールの軽量化を図っている。
には、ＳＳＰＡ、バンドパスフィルター等のコンポーネ
ント、ミキサや受信用ＬＮＢなどが実装される。本発明
では、多少の損失が許容される回路部分については大幅
に小型化・プリント化を図り、これらの回路をプリント
基板上に一体化するとともに、多層基板平面アンテナと
一体化した送受信モジュールにすることによって、サブ
アレーの小型化および軽量化を図っている。また、回路
中のアップコンバーターおよびダウンコンバーター用の
ローカル信号発生器を各モジュール内に配置せず、外部
から共通のローカル信号を入力することによって、各モ
ジュールの軽量化を図っている。
【００１０】さらにまた、ＳＳＰＡは発熱量が多く放熱
処理が必要となるが、本発明では、ＳＳＰＡをモジュー
ルのシールドケース内壁に密着させて取り付け、後述の
バスシステムにより放熱を行う方式とした。バスシステ
ムは、各送受信モジュールを取り付けるためのマウント
部となるとともに、マウント部に放熱機構が埋め込まれ
ており、マウント部に送受信モジュールが接続されたと
きお互いの外壁が密着することにより熱伝達が行われ
る。これにより、これまでアンテナシステムで大きなス
ペースを占めていた放熱機構が簡単になり、サブアレー
モジュールの小型化が可能となる。また、バスシステム
には、ローカル信号用の増幅器やフィルターなどを実装
することも可能となる。
処理が必要となるが、本発明では、ＳＳＰＡをモジュー
ルのシールドケース内壁に密着させて取り付け、後述の
バスシステムにより放熱を行う方式とした。バスシステ
ムは、各送受信モジュールを取り付けるためのマウント
部となるとともに、マウント部に放熱機構が埋め込まれ
ており、マウント部に送受信モジュールが接続されたと
きお互いの外壁が密着することにより熱伝達が行われ
る。これにより、これまでアンテナシステムで大きなス
ペースを占めていた放熱機構が簡単になり、サブアレー
モジュールの小型化が可能となる。また、バスシステム
には、ローカル信号用の増幅器やフィルターなどを実装
することも可能となる。
【００１１】すなわち、本発明移動体ＳＮＧ装置は、そ
れぞれ表面がレドームで覆われた多層基板平面アンテナ
および該アンテナの裏面にモジュール化されて設けられ
た第１の回路部からなる複数個の送受信モジュールと、
それら送受信モジュールをそれぞれマウントするための
複数個のマウント部および該マウント部にマウントされ
る前記各送受信モジュールと信号の受け渡しを行う第２
の回路部を具えたバスシステムとによって構成されてい
ることを特徴とするものである。
れぞれ表面がレドームで覆われた多層基板平面アンテナ
および該アンテナの裏面にモジュール化されて設けられ
た第１の回路部からなる複数個の送受信モジュールと、
それら送受信モジュールをそれぞれマウントするための
複数個のマウント部および該マウント部にマウントされ
る前記各送受信モジュールと信号の受け渡しを行う第２
の回路部を具えたバスシステムとによって構成されてい
ることを特徴とするものである。
【００１２】また、本発明移動体ＳＮＧ装置は、前記多
層基板平面アンテナが、多層基板の各構成基板上に、複
数個の送受信共用の放射素子、複数個のパラサイト素子
およびそれぞれの放射素子に給電を行う給電線がそれぞ
れ形成されていることを特徴とするものである。
層基板平面アンテナが、多層基板の各構成基板上に、複
数個の送受信共用の放射素子、複数個のパラサイト素子
およびそれぞれの放射素子に給電を行う給電線がそれぞ
れ形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】また、本発明移動体ＳＮＧ装置は、前記多
層基板平面アンテナのパラサイト素子の少なくとも１個
を送信電波モニター用のピックアップ素子として使用す
るようにしたことを特徴とするものである。
層基板平面アンテナのパラサイト素子の少なくとも１個
を送信電波モニター用のピックアップ素子として使用す
るようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】また、本発明移動体ＳＮＧ装置は、前記第
１の回路部が、少なくとも固体電力増幅器、アップコン
バータおよびダウンコンバータを含んでなる高周波コン
ポーネントによって構成されていることを特徴とするも
のである。
１の回路部が、少なくとも固体電力増幅器、アップコン
バータおよびダウンコンバータを含んでなる高周波コン
ポーネントによって構成されていることを特徴とするも
のである。
【００１５】また、本発明移動体ＳＮＧ装置は、前記ア
ップコンバータおよび前記ダウンコンバータ用のローカ
ル信号が、前記バスシステムの回路部から前記マウント
部を介して前記送受信モジュールの第１の回路部に供給
されていることを特徴とするものである。
ップコンバータおよび前記ダウンコンバータ用のローカ
ル信号が、前記バスシステムの回路部から前記マウント
部を介して前記送受信モジュールの第１の回路部に供給
されていることを特徴とするものである。
【００１６】また、本発明移動体ＳＮＧ装置は、前記バ
スシステムが放熱機構を有し、前記バスシステム中の前
記第２の回路部は送受信信号伝送線路を収納しているこ
とを特徴とするものである。
スシステムが放熱機構を有し、前記バスシステム中の前
記第２の回路部は送受信信号伝送線路を収納しているこ
とを特徴とするものである。
【００１７】また、本発明移動体ＳＮＧ装置は、前記第
１の回路部がシールドケースで覆われ、該シールドケー
スと前記マウント部のマウント面とが密着するように構
成され、該密着により前記送受信モジュールの温度上昇
が前記バスシステムの放熱機構によって抑えられるよう
に構成されていることを特徴とするものである。
１の回路部がシールドケースで覆われ、該シールドケー
スと前記マウント部のマウント面とが密着するように構
成され、該密着により前記送受信モジュールの温度上昇
が前記バスシステムの放熱機構によって抑えられるよう
に構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、実施の
形態に基づいて本発明を詳細に説明する。まず、本発明
移動体ＳＮＧ装置は、図１に示すように、多層基板平面
アンテナ（サブアレー）１、この平面アンテナの保護の
ためレドーム２、および平面アンテナ１の裏面にモジュ
ール化されて配置される回路部３からなる送受信モジュ
ール４と、これを同一平面上に配置するためのマウント
部５を有するバスシステム６とにより構成されている。
形態に基づいて本発明を詳細に説明する。まず、本発明
移動体ＳＮＧ装置は、図１に示すように、多層基板平面
アンテナ（サブアレー）１、この平面アンテナの保護の
ためレドーム２、および平面アンテナ１の裏面にモジュ
ール化されて配置される回路部３からなる送受信モジュ
ール４と、これを同一平面上に配置するためのマウント
部５を有するバスシステム６とにより構成されている。
【００１９】ここで、ＳＳＰＡ，ＬＮＢなどにより構成
された回路部３はシールドケースに収納されている（図
４参照）。送受信モジュール４は、バスシステム６のマ
ウント部５に密着するように差し込まれ、送受信モジュ
ール４の入出力コネクタとバスシステム６の信号用コネ
クタが接続されている。バスシステム６の中には信号線
路および高周波回路のほか、放熱機構も組み込まれてい
る。バスシステム６内の放熱機構では送受信モジュール
４からの熱を冷媒により速やかに外部へ排出できる構造
となっている。バスシステム６へは平面アンテナのサブ
アレー数に対応した数の入出力用の信号線路が接続され
ている。
された回路部３はシールドケースに収納されている（図
４参照）。送受信モジュール４は、バスシステム６のマ
ウント部５に密着するように差し込まれ、送受信モジュ
ール４の入出力コネクタとバスシステム６の信号用コネ
クタが接続されている。バスシステム６の中には信号線
路および高周波回路のほか、放熱機構も組み込まれてい
る。バスシステム６内の放熱機構では送受信モジュール
４からの熱を冷媒により速やかに外部へ排出できる構造
となっている。バスシステム６へは平面アンテナのサブ
アレー数に対応した数の入出力用の信号線路が接続され
ている。
【００２０】次に、本発明による実施の形態の各部分に
ついて詳細に説明する。図２は上面から見たサブアレー
アンテナの一例を示し、パッチ素子の配置として縦横が
８×８素子の例を示している。各パッチは、放射素子と
パラサイト素子がペアーで形成されており、本発明で
は、図示のようにアレーの中心部にある１個のパラサイ
ト素子を送信モニター用のピックアップ素子として用い
ている。モニター点としてサブアレーの機械的中心では
ないが、サブアレーを代表するピックアップ素子として
は差し支えない。各放射素子と同相・等振幅で励振され
ていること、およびピックアップ素子で検出される送信
電波は直下の放射素子からの電波が支配的であり、距離
が離れるほど結合が弱く、隣接するサブアレーからの電
波の漏れ込みは無視し得る程度となるからである。
ついて詳細に説明する。図２は上面から見たサブアレー
アンテナの一例を示し、パッチ素子の配置として縦横が
８×８素子の例を示している。各パッチは、放射素子と
パラサイト素子がペアーで形成されており、本発明で
は、図示のようにアレーの中心部にある１個のパラサイ
ト素子を送信モニター用のピックアップ素子として用い
ている。モニター点としてサブアレーの機械的中心では
ないが、サブアレーを代表するピックアップ素子として
は差し支えない。各放射素子と同相・等振幅で励振され
ていること、およびピックアップ素子で検出される送信
電波は直下の放射素子からの電波が支配的であり、距離
が離れるほど結合が弱く、隣接するサブアレーからの電
波の漏れ込みは無視し得る程度となるからである。
【００２１】図３は、本発明ＳＮＧ装置の一実施形態に
使用する多層基板平面アンテナアレーの一部分の積層構
造を、それぞれ側断面図（ａ）および上面図（一部下部
構造）（ｂ）により示している。本例では、基板は、基
板１から基板４までの４枚からなり、基板２上に送受信
共用の放射素子が形成されており、放射素子の送信ポー
トはスルーホールで接続され、基板３、基板４間に形成
された送信用給電線を介し、また受信ポートは放射素子
と同一面上に構成された給電線を介しそれぞれ送信用コ
ネクタ、受信用コネクタに接続される。基板１には同じ
くエッチングで形成された無給電の共振パッチで構成さ
れるパラサイト素子が設けてある。ただし、モニター用
のパラサイト素子については、同じ平面上に作成された
給電線を介してモニター出力用コネクタに接続されてい
る。
使用する多層基板平面アンテナアレーの一部分の積層構
造を、それぞれ側断面図（ａ）および上面図（一部下部
構造）（ｂ）により示している。本例では、基板は、基
板１から基板４までの４枚からなり、基板２上に送受信
共用の放射素子が形成されており、放射素子の送信ポー
トはスルーホールで接続され、基板３、基板４間に形成
された送信用給電線を介し、また受信ポートは放射素子
と同一面上に構成された給電線を介しそれぞれ送信用コ
ネクタ、受信用コネクタに接続される。基板１には同じ
くエッチングで形成された無給電の共振パッチで構成さ
れるパラサイト素子が設けてある。ただし、モニター用
のパラサイト素子については、同じ平面上に作成された
給電線を介してモニター出力用コネクタに接続されてい
る。
【００２２】ここで、上記放射素子、パラサイト素子と
しては矩形のマイクロストリップパッチアンテナを想定
しているが、パッチの形状はとくに図示の矩形に限る必
要はなく、円形等任意の形状のものを使うことができ
る。図示の矩形パターンで、基板材料として基板１から
４までを、同じ誘電率2.17のテフロンガラスフロー基板
を使用し、基板２，３，４の厚みｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 を約
0.8mm とすると、送受信共用の放射素子の寸法は約７×
６mmとなる。また、パラサイト素子の寸法は、ＳＮＧ装
置に割り当てられた送信周波数（14.0〜14.5 GHz) 帯と
受信周波数 (12.25 〜12.75 GHz)帯のどちらの特性を重
視するかで寸法は異なり、送信特性の向上を主とした設
計で設計周波数を14.25 GHz とすると、パラサイト素子
の寸法は放射素子の各辺の長さを約５％程度大きくした
寸法となり、放射素子との間隔ｔ1は約0.08λe （ここ
にλe は、誘電体の実効誘電率（約2.0)から計算される
波長で約15mm) で、おおよそ1.2mm となる。
しては矩形のマイクロストリップパッチアンテナを想定
しているが、パッチの形状はとくに図示の矩形に限る必
要はなく、円形等任意の形状のものを使うことができ
る。図示の矩形パターンで、基板材料として基板１から
４までを、同じ誘電率2.17のテフロンガラスフロー基板
を使用し、基板２，３，４の厚みｔ2 ，ｔ3 ，ｔ4 を約
0.8mm とすると、送受信共用の放射素子の寸法は約７×
６mmとなる。また、パラサイト素子の寸法は、ＳＮＧ装
置に割り当てられた送信周波数（14.0〜14.5 GHz) 帯と
受信周波数 (12.25 〜12.75 GHz)帯のどちらの特性を重
視するかで寸法は異なり、送信特性の向上を主とした設
計で設計周波数を14.25 GHz とすると、パラサイト素子
の寸法は放射素子の各辺の長さを約５％程度大きくした
寸法となり、放射素子との間隔ｔ1は約0.08λe （ここ
にλe は、誘電体の実効誘電率（約2.0)から計算される
波長で約15mm) で、おおよそ1.2mm となる。
【００２３】図４は、送受信モジュール４の回路構成例
を示している。図４において、送受信を行う回路部分が
近接し、かつ送受信間の信号レベル差が100dB 以上ある
こと、および同一周波数帯での動作となる送信系とモニ
ター系とのアイソレーションを十分に確保するために、
モジュールケース内は、送信系、受信系、モニター系を
互いにシールドして分離している。モニター用ピックア
ップ素子の出力信号はアッテネータ（ＡＴＴ）でレベル
調整された後、バンドパスフィルター（ＢＰＦ：通過帯
域14.0〜14.5 GHz) でピックアップした送信信号以外の
不要波を除去する。送受信共用のアンテナ素子で受信さ
れた受信信号は、低損失のＢＰＦ（通過帯域12.25 〜1
2.75 GHz)を通過した後、低雑音ダウンコンバータ（Ｌ
ＮＢ）でダウンコンバートし、さらにＩＦ帯ＢＰＦ（通
過帯域0.95〜1.45GHz)で不要波を除去した後、送受信モ
ジュールからの受信ＩＦ出力となる。
を示している。図４において、送受信を行う回路部分が
近接し、かつ送受信間の信号レベル差が100dB 以上ある
こと、および同一周波数帯での動作となる送信系とモニ
ター系とのアイソレーションを十分に確保するために、
モジュールケース内は、送信系、受信系、モニター系を
互いにシールドして分離している。モニター用ピックア
ップ素子の出力信号はアッテネータ（ＡＴＴ）でレベル
調整された後、バンドパスフィルター（ＢＰＦ：通過帯
域14.0〜14.5 GHz) でピックアップした送信信号以外の
不要波を除去する。送受信共用のアンテナ素子で受信さ
れた受信信号は、低損失のＢＰＦ（通過帯域12.25 〜1
2.75 GHz)を通過した後、低雑音ダウンコンバータ（Ｌ
ＮＢ）でダウンコンバートし、さらにＩＦ帯ＢＰＦ（通
過帯域0.95〜1.45GHz)で不要波を除去した後、送受信モ
ジュールからの受信ＩＦ出力となる。
【００２４】一方、送信信号としては、送信ＩＦ入力が
送受信モジュールに入力された後、ＢＰＦ（通過帯域2.
7 〜3.2 GHz)を通過した後、アップコンバータでアップ
コンバートされ、さらにＢＰＦ（通過帯域14.0〜15.0 G
Hz) を通過した後、ＳＳＰＡの励振用増幅器であるドラ
イバ、さらにＳＳＰＡで増幅される。さらにその後、出
力段ＢＰＦ（通過帯域14.0〜14.5 GHz) で不要波を除去
した後、送受信共用アンテナ素子（多層基板平面アンテ
ナ１）への送信入力となる。また、送受信モジュール内
で使用する直流電源は、送信ＩＦ入力および受信ＩＦ出
力を伝送するための信号ケーブルに重畳されて供給され
る。またローカル信号は、モニター出力信号を伝送する
ためのケーブルに重畳されて外部より供給される。
送受信モジュールに入力された後、ＢＰＦ（通過帯域2.
7 〜3.2 GHz)を通過した後、アップコンバータでアップ
コンバートされ、さらにＢＰＦ（通過帯域14.0〜15.0 G
Hz) を通過した後、ＳＳＰＡの励振用増幅器であるドラ
イバ、さらにＳＳＰＡで増幅される。さらにその後、出
力段ＢＰＦ（通過帯域14.0〜14.5 GHz) で不要波を除去
した後、送受信共用アンテナ素子（多層基板平面アンテ
ナ１）への送信入力となる。また、送受信モジュール内
で使用する直流電源は、送信ＩＦ入力および受信ＩＦ出
力を伝送するための信号ケーブルに重畳されて供給され
る。またローカル信号は、モニター出力信号を伝送する
ためのケーブルに重畳されて外部より供給される。
【００２５】このローカル信号は、モジュール内でＢＰ
Ｆ（通過帯域11.3 GHz) を通過した後、分配器で２分配
され、アップコンバータ用およびＬＮＢ用のローカル信
号となる。送信出力段ＢＰＦと受信系ＬＮＢ前段のＢＰ
Ｆは低損失が要求されるため導波管タイプのフィルター
であるがそれ以外のＢＰＦについてはある程度の損失が
許されるためプリント化して大幅に小型化を図ってい
る。さらに、ＳＳＰＡは、回路を収納するシールドケー
スの内壁に取り付けられ、シールドケースを介して後述
するバスシステムの放熱機構に放熱される。
Ｆ（通過帯域11.3 GHz) を通過した後、分配器で２分配
され、アップコンバータ用およびＬＮＢ用のローカル信
号となる。送信出力段ＢＰＦと受信系ＬＮＢ前段のＢＰ
Ｆは低損失が要求されるため導波管タイプのフィルター
であるがそれ以外のＢＰＦについてはある程度の損失が
許されるためプリント化して大幅に小型化を図ってい
る。さらに、ＳＳＰＡは、回路を収納するシールドケー
スの内壁に取り付けられ、シールドケースを介して後述
するバスシステムの放熱機構に放熱される。
【００２６】次に、図４に示す送受信モジュール４の回
路が、移動体ＳＮＧ装置として使用されるときの実際の
動作例を説明する。通信衛星から送信されてきた12 GHz
帯のビーコン信号およびオーダワイヤー信号は送受信共
用平面アンテナで受信され、ＩＦ信号に変換された後＃
１Ｂ端子に出力される。また、＃１Ｂ端子には受信ＩＦ
信号に多重されて送信ＩＦ信号が入力される。この送信
ＩＦ信号は、＃１Ａ端子に入力されたローカル信号によ
り14GHz 帯の信号に変換されて送受信共用平面アンテナ
から送信される。＃１Ａ端子からのローカル信号は12 G
Hz帯の受信信号の周波数変換にも使用される。送受信共
用平面アンテナから送信された電波はモニター用ピック
アップ素子によりピックアップされ＃１Ａ端子に送られ
る。
路が、移動体ＳＮＧ装置として使用されるときの実際の
動作例を説明する。通信衛星から送信されてきた12 GHz
帯のビーコン信号およびオーダワイヤー信号は送受信共
用平面アンテナで受信され、ＩＦ信号に変換された後＃
１Ｂ端子に出力される。また、＃１Ｂ端子には受信ＩＦ
信号に多重されて送信ＩＦ信号が入力される。この送信
ＩＦ信号は、＃１Ａ端子に入力されたローカル信号によ
り14GHz 帯の信号に変換されて送受信共用平面アンテナ
から送信される。＃１Ａ端子からのローカル信号は12 G
Hz帯の受信信号の周波数変換にも使用される。送受信共
用平面アンテナから送信された電波はモニター用ピック
アップ素子によりピックアップされ＃１Ａ端子に送られ
る。
【００２７】図５は、バスシステムおよびそのマウント
部（図１に、それぞれ符号６および５にて示す部分）
を、上面図（ａ）およびそのＡ−Ｂ位置における側断面
図（ｂ）を示している。ここに例示したバスシステム
は、16個の送受信モジュールを組み込むためのバスシス
テムである。バスシステムは、マウント部と、各マウン
ト部の中間に設置された壁面に埋め込まれた放熱用の金
属チューブと、バスシステムの底部に形成された回路部
とにより構成されている。また、マウント部の底面に
は、送受信モジュールを接続するためのコネクタが設け
られており、コネクタが接続されたとき、マウント部の
内壁と送受信モジュールの外壁とは密着するような構造
になっている。マウント部の内壁には送受信モジュール
の熱を吸収するための冷媒が流れる金属チューブが埋め
込まれており、吸収された熱は冷媒に放出され冷媒流出
口から取り出され、バスシステム外部に配置される熱交
換器によって排熱された後再び冷媒流入口に戻される構
造になっている。
部（図１に、それぞれ符号６および５にて示す部分）
を、上面図（ａ）およびそのＡ−Ｂ位置における側断面
図（ｂ）を示している。ここに例示したバスシステム
は、16個の送受信モジュールを組み込むためのバスシス
テムである。バスシステムは、マウント部と、各マウン
ト部の中間に設置された壁面に埋め込まれた放熱用の金
属チューブと、バスシステムの底部に形成された回路部
とにより構成されている。また、マウント部の底面に
は、送受信モジュールを接続するためのコネクタが設け
られており、コネクタが接続されたとき、マウント部の
内壁と送受信モジュールの外壁とは密着するような構造
になっている。マウント部の内壁には送受信モジュール
の熱を吸収するための冷媒が流れる金属チューブが埋め
込まれており、吸収された熱は冷媒に放出され冷媒流出
口から取り出され、バスシステム外部に配置される熱交
換器によって排熱された後再び冷媒流入口に戻される構
造になっている。
【００２８】また、バスシステムの底部、すなわち回路
部には、図６に示すような電子回路が設置されている。
すなわち、ローカル原信号はコネクタＣ端子に入力さ
れ、16逓倍された後モジュール数Ｎに対応して１：Ｎ分
配器でＮ分配される。その後、ローカル信号はＢＰＦ
（通過帯域11.3 GHz) で不要波を除去した後、送受信モ
ジュールのコネクタ＃１Ａ端子に入力される。また、送
受信モジュールからのモニター出力はＢＰＦ（通過帯域
14.0〜14.5 GHz) で不要波を除去した後、１：Ｎのスイ
ッチマトリックスに入力され各モジュール毎に出力およ
び位相の検出がおこなわれる。コネクタＥ端子と送受信
モジュールコネクタ＃１Ｂ端子間では、送受信ＩＦ信号
の伝送と送受信モジュールへのＤＣ供給が行なわれる。
部には、図６に示すような電子回路が設置されている。
すなわち、ローカル原信号はコネクタＣ端子に入力さ
れ、16逓倍された後モジュール数Ｎに対応して１：Ｎ分
配器でＮ分配される。その後、ローカル信号はＢＰＦ
（通過帯域11.3 GHz) で不要波を除去した後、送受信モ
ジュールのコネクタ＃１Ａ端子に入力される。また、送
受信モジュールからのモニター出力はＢＰＦ（通過帯域
14.0〜14.5 GHz) で不要波を除去した後、１：Ｎのスイ
ッチマトリックスに入力され各モジュール毎に出力およ
び位相の検出がおこなわれる。コネクタＥ端子と送受信
モジュールコネクタ＃１Ｂ端子間では、送受信ＩＦ信号
の伝送と送受信モジュールへのＤＣ供給が行なわれる。
【００２９】
【発明の効果】本発明移動体ＳＮＧ装置によれば、従
来、厚く重量のあった一体型サブアレー構成の移動体Ｓ
ＮＧ装置を、薄型でかつ軽量にすることが可能となり、
分解して移動体へ運搬しそこで組立て使用することが可
能になる。また、モジュール単位のバスシステム構成の
ため、アンテナのサイズすなわちモジュール数を容易に
変えることができシステム的に拡張性がある。
来、厚く重量のあった一体型サブアレー構成の移動体Ｓ
ＮＧ装置を、薄型でかつ軽量にすることが可能となり、
分解して移動体へ運搬しそこで組立て使用することが可
能になる。また、モジュール単位のバスシステム構成の
ため、アンテナのサイズすなわちモジュール数を容易に
変えることができシステム的に拡張性がある。
【００３０】また、モジュール単体の特性の測定は、簡
単な設備で行うことができ、補正用データも事前に測定
しておくことができるため、モジュールを交換した場合
にも制御用の初期データを変更することにより再現性が
良く、再度全体の測定をしないでよいため、故障時のメ
ンテナンスが容易となる。
単な設備で行うことができ、補正用データも事前に測定
しておくことができるため、モジュールを交換した場合
にも制御用の初期データを変更することにより再現性が
良く、再度全体の測定をしないでよいため、故障時のメ
ンテナンスが容易となる。
【００３１】さらに、電気的には、モジュール内にロー
カル信号用の発振器を内蔵しない構成としたため、各モ
ジュール毎の周波数安定度にばらつきが生じない。損失
を許容されるＢＰＦ等はプリント化して大幅に小型にす
ることができる。送信モニターを平面アンテナに積層し
たパラサイト素子の中央部の１素子をモニター用ピック
アップ素子として兼用するため、薄く軽量なモニター系
を実現できるとともに、アンテナ系を含めたモニターが
行えるため、ＳＳＰＡ出力の振幅・位相ドリフトやイン
ピーダンス不整合により発生する振幅・位相シフトをフ
ィードバック系により完全に補正することができ、高精
度の振幅・位相制御を実現することができる。
カル信号用の発振器を内蔵しない構成としたため、各モ
ジュール毎の周波数安定度にばらつきが生じない。損失
を許容されるＢＰＦ等はプリント化して大幅に小型にす
ることができる。送信モニターを平面アンテナに積層し
たパラサイト素子の中央部の１素子をモニター用ピック
アップ素子として兼用するため、薄く軽量なモニター系
を実現できるとともに、アンテナ系を含めたモニターが
行えるため、ＳＳＰＡ出力の振幅・位相ドリフトやイン
ピーダンス不整合により発生する振幅・位相シフトをフ
ィードバック系により完全に補正することができ、高精
度の振幅・位相制御を実現することができる。
【００３２】さらにまた、これまで行っていたアンテナ
部の個々の特性や全体システム特性から補正データを取
得するための大がかりな測定をしなくても済むため、装
置の特性維持のための労力や、経費の負担を大幅に軽減
することができる。さらに、経年変化による特性変化も
フィードバックループ内のものについては補正ができる
ため、長期にわたって精度の低下を防ぐことができる。
部の個々の特性や全体システム特性から補正データを取
得するための大がかりな測定をしなくても済むため、装
置の特性維持のための労力や、経費の負担を大幅に軽減
することができる。さらに、経年変化による特性変化も
フィードバックループ内のものについては補正ができる
ため、長期にわたって精度の低下を防ぐことができる。
【００３３】以上のほか、送受信モジュールで発生する
熱の放熱処理は、バスシステムを通して速やかに行うこ
とができるため各モジュールの動作温度を一様にするこ
とができ、特性の一層の均一化と安定化が図られる。
熱の放熱処理は、バスシステムを通して速やかに行うこ
とができるため各モジュールの動作温度を一様にするこ
とができ、特性の一層の均一化と安定化が図られる。
【図１】本発明移動体ＳＮＧ装置の構成を示す線図であ
る。
る。
【図２】上面から見たサブアレーアンテナの一例を示す
線図である。
線図である。
【図３】多層基板平面アンテナアレーの積層構造を示す
線図である。
線図である。
【図４】送受信モジュールの回路構成例を示す線図であ
る。
る。
【図５】バスシステムおよびそのマウント部を示す線図
である。
である。
【図６】バスシステムの底部（回路部）に設置される電
子回路を示している。
子回路を示している。
１ 多層基板平面アンテナ ２ レドーム ３ 回路部 ４ 送受信モジュール ５ マウント部 ６ バスシステム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外山 昇 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 それぞれ表面がレドームで覆われた多層
基板平面アンテナおよび該アンテナの裏面にモジュール
化されて設けられた第１の回路部からなる複数個の送受
信モジュールと、それら送受信モジュールをそれぞれマ
ウントするための複数個のマウント部および該マウント
部にマウントされる前記各送受信モジュールと信号の受
け渡しを行う第２の回路部を具えたバスシステムとによ
って構成されていることを特徴とする移動体ＳＮＧ装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の移動体ＳＮＧ装置におい
て、前記多層基板平面アンテナは、多層基板の各構成基
板上に、複数個の送受信共用の放射素子、複数個のパラ
サイト素子およびそれぞれの放射素子に給電を行う給電
線がそれぞれ形成されていることを特徴とする移動体Ｓ
ＮＧ装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の移動体ＳＮＧ装
置において、前記多層基板平面アンテナのパラサイト素
子の少なくとも１個を送信電波モニター用のピックアッ
プ素子として使用するようにしたことを特徴とする移動
体ＳＮＧ装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の移動体ＳＮＧ装置におい
て、前記第１の回路部は、少なくとも固体電力増幅器、
アップコンバータおよびダウンコンバータを含んでなる
高周波コンポーネントによって構成されていることを特
徴とする移動体ＳＮＧ装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の移動体ＳＮＧ装置におい
て、前記アップコンバータおよび前記ダウンコンバータ
用のローカル信号が、前記バスシステムの回路部から前
記マウント部を介して前記送受信モジュールの第１の回
路部に供給されていることを特徴とする移動体ＳＮＧ装
置。 - 【請求項６】 請求項１記載の移動体ＳＮＧ装置におい
て、前記バスシステムは放熱機構を有し、前記バスシス
テム中の前記第２の回路部は送受信信号伝送線路を収納
していることを特徴とする移動体ＳＮＧ装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の移動体ＳＮＧ装置におい
て、前記第１の回路部はシールドケースで覆われ、該シ
ールドケースと前記マウント部のマウント面とが密着す
るように構成され、該密着により前記送受信モジュール
の温度上昇が前記バスシステムの放熱機構によって抑え
られるように構成されていることを特徴とする移動体Ｓ
ＮＧ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28149495A JP3618858B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 移動体ｓｎｇ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28149495A JP3618858B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 移動体ｓｎｇ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09130319A true JPH09130319A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3618858B2 JP3618858B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=17639973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28149495A Expired - Fee Related JP3618858B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 移動体ｓｎｇ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3618858B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001001517A1 (fr) * | 1999-06-25 | 2001-01-04 | Nec Corporation | Antenne reseau a commande de phase |
| JP2003032033A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-01-31 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | アクティブフェーズドアレーアンテナ及びそれを用いた送信装置 |
| EP1328042A1 (de) * | 2002-01-09 | 2003-07-16 | EADS Deutschland GmbH | Phasengesteuertes Antennen-Subsystem |
| GB2452856A (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-18 | Boeing Co | Phased array antenna with a rhomboid shaped aperture and rhomboid shaped modules. |
| JP2011244266A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Toshiba Corp | アンテナ複合ユニット、及びコールドプレート一体型反射板 |
| KR101535632B1 (ko) * | 2014-02-11 | 2015-07-09 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 냉각 장치를 포함하는 무선 송수신 장치 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL228426B (en) | 2013-09-15 | 2018-10-31 | Elta Systems Ltd | Temperature control for show array antenna |
| JP7034858B2 (ja) | 2018-07-31 | 2022-03-14 | 株式会社東芝 | 無線装置および通信制御方法 |
-
1995
- 1995-10-30 JP JP28149495A patent/JP3618858B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2001001517A1 (fr) * | 1999-06-25 | 2001-01-04 | Nec Corporation | Antenne reseau a commande de phase |
| JP2003032033A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-01-31 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | アクティブフェーズドアレーアンテナ及びそれを用いた送信装置 |
| EP1328042A1 (de) * | 2002-01-09 | 2003-07-16 | EADS Deutschland GmbH | Phasengesteuertes Antennen-Subsystem |
| US6876323B2 (en) | 2002-01-09 | 2005-04-05 | Eads Deutschland Gmbh | Amplitude and phase-controlled antennas-subsystem |
| GB2452856A (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-18 | Boeing Co | Phased array antenna with a rhomboid shaped aperture and rhomboid shaped modules. |
| GB2452856B (en) * | 2007-09-17 | 2010-01-20 | Boeing Co | Rhomboid shaped, modularly expandable phased array antenna and method therefor |
| US8081134B2 (en) | 2007-09-17 | 2011-12-20 | The Boeing Company | Rhomboidal shaped, modularly expandable phased array antenna and method therefor |
| JP2011244266A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Toshiba Corp | アンテナ複合ユニット、及びコールドプレート一体型反射板 |
| KR101535632B1 (ko) * | 2014-02-11 | 2015-07-09 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 냉각 장치를 포함하는 무선 송수신 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3618858B2 (ja) | 2005-02-09 |
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