JPH09294012A

JPH09294012A - 移動体搭載衛星通信用アンテナ装置

Info

Publication number: JPH09294012A
Application number: JP8129171A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Uematsu; 正博植松; Takashi Oshima; 孝尾島; Shinji Takahashi; 伸治高橋; Makoto Ochiai; 誠落合
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 1997-11-11

Abstract

(57)【要約】〔課題〕送信用と受信用とで使用電波の周波数が大幅
に異なる移動体搭載衛星通信用アンテナ装置について、
小型化、低廉化、高性能化を実現する。〔解決手段〕レドーム(40)の下方に離間しかつそれぞ
れのロータリージョイントを含むほぼ直立した給電線路
の周りに回転自在に設置されるチルト角を有する漏れ波
導波管スロットアレイ・アンテナから成る受信アンテナ
(10)及び送信アンテナ(20)と、これら受信及び送信アン
テナ(10,20) の給電線路の周りの回転角度を変化させ
る共通の回転駆動機構( 31〜38 )を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、車載衛星通信装置
などに利用される移動体搭載衛星通信用アンテナ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、急速に拡大しつつあるパーソナル
衛星通信の需要を満たすために、移動局、携帯局などの
間の直接通信を可能にする経済的なパーソナル衛星通信
システムが計画されている。

【０００３】移動体搭載用衛星通信装置においては、高
速の自動追尾機能が必要になる。すなわち、通信の相手
方である衛星は赤道の上空にほぼ静止しているが、移動
体の向きがその走行に伴って時々刻々変化するため、ア
ンテナ本体を常に衛星の方向に向けておくための自動追
尾機能が必要になる。特に、車両については、交差点内
の右折や左折を想起すれば容易に理解できるように、向
きが急激に変化するという点で列車、船舶、航空機など
の他の移動体に比べて高度の自動追尾機能が要求され
る。

【０００４】特に、車両の場合にはアンテナを車室内や
荷物室内、あるいは屋根などに取付けることになるが、
大型のバスやトラックなどとは異なり小型の乗用車の場
合はいずれの取付け箇所も狭いため、自動追尾機構を含
むアンテナの小型化が必要になる。また、取付け面積の
低減だけでなく取付け高さの低減も必要になる。アンテ
ナ本体の小型化は、必要なアンテナ利得を確保するうえ
で限界があるため、その自動追尾機構の小型化が必要に
なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで現在実用化さ
れている移動体用衛星放送受信用アンテナを、上述した
パーソナル衛星通信システムの移動体搭載用衛星通信装
置に適用するには、次のような各種の課題を解決する必
要がある。

【０００６】まず、第１に、パーソナル衛星通信システ
ムでは受信用と送信用の搬送波周波数がほぼ10GHz と大
幅に異なっているため、衛星放送受信用に開発済みの漏
れ波導波管スロットアレイ平面アンテナを車載用衛星通
信装置に適用しようとした場合、受信専用のアンテナと
送信専用のアンテナとを別個に設置する必要がある。従
って、送信用と受信用に２個のアンテナを設置すること
に伴う衛星通信装置全体の大型化、自動追尾制御の煩雑
化、製造費用の増大などを回避しなければならない。

【０００７】第２に、仮にパーソナル衛星通信システム
の車載用衛星通信装置に上記衛星放送受信用の漏れ波導
波管スロットアレイ平面アンテナを適用するものとすれ
ば、移動体上の取付け面積、追尾制御精度、製造費用な
どの点を勘案した最適の構成を実現するために、受信ア
ンテナと送信アンテナの自動追尾機構をどのように構成
すべきかの課題が残されている。そこで一つの構成案と
して、図４の平面図に示すように、仰角に対応するチル
ト角を有する受信用アンテナRX-AT と送信用アンテナTX
-AT とを共通の回転基板BP上に取付け、この回転基板BP
を回転自在に保持させると共に自動追尾用のモータM を
使用して、回転基板BPの水平面内の角度（方位角）、従
って各アンテナRX-AT ，TX-AT の方位角を制御する方法
が考えられる。

【０００８】しかしながら、図４の構成では、送受信各
アンテナと静止中の無線装置との間を接続する給電線路
の途中にロータリージョイントRJを形成する必要があ
る。このロータリージョイントRJの形成箇所は回転基板
BPの回転中心という１点に限定されることから、ロータ
リージョイントを送受信共用の構成とする必要がある。
しかしながら、送受信の周波数が10GHz も離れているこ
とから、送受信アンテナの共用化の場合と同様に、ロー
タリージョイントの送受信共用化は技術的に困難であ
り、実現できたとしても相当高価になるという問題があ
る。

【０００９】さらに、図４に示した構成では、送信用、
受信用の各アンテナとレドームとの配置を使用周波数の
異なる各アンテナについて同時には最適化できないとい
う問題がある。すなわち、レドームが理想的であれば、
それに対してアンテナをどのように配置してもその電気
的特性は変わらない。しかしながら、レドームが理想的
ではないため、アンテナの特性を最良にするうえでレド
ームとの間に使用周波数帯や、レドームの素材や厚み、
アンテナとレドームとの距離に応じた最適の配置が存在
する。

【００１０】ここで、送信用アンテナと受信用アンテナ
との間で搬送波周波数に10GHz もの大きな差が存在する
ため、図４に示すように各アンテナを共通のレドーム内
に収容した場合、使用周波数帯の異なる両アンテナにつ
いてレドームとの配置の最適化を実現することは実際上
不可能になる。従って、本発明の目的は、上記各種の問
題を解決することによって小型化、低廉化、高性能化を
実現した移動体搭載用衛星通信装置を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の移動体搭載衛星
通信用アンテナ装置は、レドームの下方に離間してかつ
それぞれのロータリージョイントを含むほぼ直立した給
電線路の周りに回転自在に設置されるチルト角を有する
漏れ波導波管スロットアレイ・アンテナから成る受信ア
ンテナ及び送信アンテナと、これら受信アンテナ及び送
信アンテナの給電線路の周りの回転角度を変化させる共
通の回転駆動機構とを備えている。送受信の各アンテナ
はロータリージョイントを含む個別の給電線路の周りに
回転自在に保持されるので、困難なロータリージョイン
トの送受共用化が回避される。また、送受信アンテナに
よる回転駆動機構の共用化に伴い部品点数と、製造費用
と、取付けスペースとが低減される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によれば、レ
ドームは、受信アンテナ及び送信アンテナのそれぞれの
上方において異なる厚み、異なる材質又は各アンテナに
対する異なる距離のうちいずれか一つを有することによ
り、送信用、受信用の各アンテナとレドームとの配置が
それぞれについて同時には最適化される。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の車載衛星通信用
アンテナ装置の構成を示す平面図（Ａ）と正面図（Ｂ）
であり、１０は送信アンテナ、２０は受信アンテナ、３
０はベースプレート、４０はレドームである。ただし、
図１の平面図（Ａ）ではレドーム４０が除去された状態
が示されており、また、正面図（Ｂ）ではレドーム４０
だけが断面図で示されている。

【００１４】送信アンテナ１０と受信アンテナ２０と
は、それぞれ回転保持機構３１と３２とを介在させなが
ら楕円形状のベースプレート３０上の左右の両側に回転
自在に保持されている。ベースプレート３０の中央部に
は、プーリー３３とこのプーリーに軸着された円筒体３
４とが回転自在に保持されている。プーリー３３はベル
ト３５を介してモータ３６の回転軸に結合されると共
に、円筒体３４はベルト３７と３８のそれぞれを介して
送信アンテナ１０の回転保持機構３１と受信アンテナ２
０の回転保持機構３２とに結合されている。

【００１５】回転保持機構３１の中心部分には、ロータ
リージョイントを含む送信アンテナ１０に対する給電線
路が形成されており、この給電線路を通して送信アンテ
ナ１０に送信電波が供給される。同様に、回転保持機構
３２の中心部分にもロータリージョイントを含む受信ア
ンテナ２０に対する給電線路が形成されており、この給
電線路を通して受信アンテナ２０が受信した電波が取出
される。

【００１６】ベースプレート３０の周縁部には、概ね楕
円形状でしかも碗状のプラスチック製のレドーム４０が
その内部の気密性を保つように接合されている。このレ
ドーム４０の高さは、送信アンテナ１０の上方において
受信アンテナ２０の上方におけるよりも低減せしめられ
ている。この結果、レドーム４０は、受信アンテナ２０
に対してよりも送信アンテナ１０に対して接近せしめら
れている。

【００１７】送信アンテナ１０は、ほぼ30GHz の周波数
の信号を衛星に向けて送信し、受信アンテナ２０はほぼ
20GHz の周波数の信号を衛星から受信する。本発明者の
実験結果によれば、高い周波数の信号を透過させる送信
アンテナ１０の上方のレドーム４０を送信アンテナ１０
に接近させることによってこの送信アンテナ１０のアン
テナ利得が向上するということが確認されている。

【００１８】図２は、本発明の他の実施例の車両搭載衛
星通信用アンテナ装置の構成を示す断面図である。本図
中、図１と同一の参照符号を付した構成要素は、図１に
関し既に説明した構成要素と同一のものであるから、そ
れらについての重複する説明を省略する。この実施例で
は、レドーム４０の高さは一定に保たれると共に、送信
アンテナ１０の回転保持機構３１の高さが受信アンテナ
２０のそれよりも増加せしめられることにより、レドー
ム４０と送信アンテナ１０との距離が送信アンテナ２０
の場合よりも短縮されている。

【００１９】図３は、本発明の他の実施例の車両搭載衛
星通信用アンテナ装置の構成を示す断面図である。本図
中、図１、図２と同一の参照符号を付した構成要素は、
各図に関し既に説明した構成要素と同一のものであるか
ら、それらについての重複する説明を省略する。この実
施例では、レドーム４０の高さは一定に保たれると共
に、送信アンテナ１０の上部にレドーム４９に比べて誘
電率が小さく厚みが大きな円形の誘電体の窓板４１が嵌
め込まれ、かつ送信アンテナ１０の回転保持機構３１の
高さが受信アンテナ２０のそれよりも多少増加せしめら
れることにより、レドーム４０を考慮した送信アンテナ
１０のアンテナ利得の最大化が図られている。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の移
動体搭載衛星通信用アンテナ装置は、送受の各アンテナ
がロータリージョイントを含む個別の給電線路の周りに
回転自在に保持されるので、困難なロータリージョイン
トの送受共用化が回避される。また、送受アンテナによ
る回転駆動機構の共用化に伴い部品点数と、製造費用
と、取付けスペースとが低減される。

【００２１】また、レドームが受信アンテナ及び送信ア
ンテナのそれぞれの上方において異なる厚み、異なる材
質又は各アンテナに対する異なる距離のうちいずれか一
つを有する構成であるから、使用周波数帯が大幅に異な
る送信用、受信用の各アンテナとレドームとの配置をそ
れぞれについて同時に最適化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の移動体搭載用衛星通信アン
テナ装置の構成を示す平面図（Ａ）と正面図（Ｂ）であ
る。

【図２】本発明の他の実施例の移動体搭載用衛星通信ア
ンテナ装置の構成を示す正面図である。

【図３】本発明のさらに他の実施例の移動体搭載用衛星
通信アンテナ装置の構成を示す正面図である。

【符号の説明】

10 送信アンテナ 20 受信アンテナ 30 ベースプレート 31,32 回転保持機構 40 レドーム 35,37,38 ベルト 41 誘電体の窓板

【手続補正書】

【提出日】平成８年９月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】追加

【補正内容】

【図４】本発明の構成と異なる移動体搭
載用アンテナの他の構成を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 1/38 Ｈ０４Ｂ 1/38 (72)発明者落合誠東京都中央区日本橋本町１ー９ー４株式会社日鉄エレックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体に搭載され、衛星に対する自動追尾
状態のもとで前記衛星との間の信号の送受信を行うため
の移動体搭載衛星通信用アンテナ装置であって、レドームの下方に離間してかつそれぞれのロータリージ
ョイントを含むほぼ直立した給電線路の周りに回転自在
に設置されるチルト角を有する漏れ波導波管スロットア
レイ・アンテナから成る受信アンテナ及び送信アンテナ
と、これら受信アンテナ及び送信アンテナの前記給電線路の
周りの回転角度を変化させる共通の回転駆動機構とを備
えたことを特徴とする移動体搭載衛星通信用アンテナ装
置。
【請求項２】請求項１において、前記受信アンテナと送信アンテナのそれぞれと前記レド
ームとの距離は、異なることを特徴とする移動体搭載衛
星通信用アンテナ装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記レドームは、前記受信アンテナ及び送信アンテナの
それぞれの上方において異なる厚み又は異なる材質を有
することを特徴とする移動体搭載衛星通信用アンテナ装
置。