WO2000045463A1 - Système d'antennes - Google Patents

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WO2000045463A1
WO2000045463A1 PCT/JP2000/000337 JP0000337W WO0045463A1 WO 2000045463 A1 WO2000045463 A1 WO 2000045463A1 JP 0000337 W JP0000337 W JP 0000337W WO 0045463 A1 WO0045463 A1 WO 0045463A1
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WO
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antenna
axis
antennas
satellite
rotation
Prior art date
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PCT/JP2000/000337
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French (fr)
Inventor
Tatsuya Uetake
Masahiro Okamura
Midori Taira
Akito Kobayashi
Ken Satou
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
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Priority claimed from JP22019299A external-priority patent/JP3325861B2/ja
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Priority to AU30777/00A priority patent/AU764234B2/en
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation

Definitions

  • the present invention relates to an antenna system suitable for a communication system using non-geostationary satellites such as low-orbit satellites.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show a conventional antenna system used for communication with a non-geostationary satellite or the like.
  • an elevation angle adjustment mechanism 101 that can adjust the angle Y (elevation angle) from the horizontal direction and a direction X (azimuth angle) in the horizontal direction can be adjusted.
  • a parabolic antenna 1 is provided on a support column 103 provided with azimuth angle adjustment mechanisms 102 at both ends via an elevation angle adjustment mechanism 101.
  • the elevation angle adjustment mechanism 101 and the azimuth angle adjustment mechanism 102 of the antenna are provided for each antenna, and the two adjustment mechanisms 101 and 102 are adjusted to adjust the antenna. The direction was adjusted.
  • the two antenna systems shown in Fig. 1 are placed on the turntable 105, and the turntable is An antenna system 1A having a configuration as shown in FIG. 2 has been proposed in which antenna 105 is rotated so that antennas 1a and 1b do not interfere with each other.
  • antenna system 1A as shown in Fig. 2
  • five movable adjustment parts are required to adjust the directions of the antennas la and 1b. (Especially the control of the azimuth angle X).
  • an auxiliary antenna for capturing / tracking satellites (hereinafter referred to as “pilot antenna”), which has less directivity than the communication antenna, is provided, and the direction of the communication antenna is adjusted. At this time, the actual position of the satellite was previously grasped using the pilot antenna.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has been made in consideration of the following problem.
  • Azimuth angle X, elevation angle Y An antenna that realizes a simple adjustment mechanism The purpose is to provide a system.
  • an antenna system that easily and quickly performs a communication antenna in the same direction as the pilot antenna that supplements the target satellite, and can easily perform direction control so that the antennas do not interfere with each other. It also aims to provide Disclosure of the invention
  • the present invention has the following configuration to solve the above problems.
  • a first gist of the present invention is to provide a first rotating mechanism for providing a first antenna rotatably in a first rotational direction about a first axis in a first rotating direction, and on a same axis as or parallel to the first axis.
  • a second rotating mechanism for rotatably rotating the second antenna in the first rotational direction about the second extending axis, and a third axis different from the first and second axes;
  • At the center an elevation adjustment mechanism that supports the first and second rotation mechanisms in common so as to be rotatable in the second rotation direction, and a fourth axis that is different from the first and third axes
  • an azimuth adjustment mechanism that supports the elevation adjustment mechanism so as to be rotatable in the third rotation direction.
  • the azimuth adjustment mechanism further includes: an azimuth angle adjustment mechanism that rotatably supports the elevation angle adjustment mechanism in a third rotation direction.
  • An antenna system characterized by providing a first rotating mechanism and providing a second rotating mechanism in a second area opposite to the first area.
  • a second aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein the first and second axes are provided symmetrically with respect to a plane parallel to the third axis and including the fourth axis. In the system.
  • a third gist of the present invention is the antenna system according to the gist 1, characterized in that the third axis and the fourth axis intersect and the first and second axes are provided symmetrically with respect to the intersection.
  • the fourth gist of the present invention is that the third axis is orthogonal to the fourth axis, and the first axis and the second axis are orthogonal to a plane formed by the third axis and the fourth axis. Summary of features An antenna system according to item 1.
  • a fifth aspect of the present invention is the antenna system according to the first aspect, wherein the first and second axes pass through the centers of gravity of the respective antennas.
  • a sixth gist of the present invention is the antenna according to the gist 1, characterized in that the first and second antennas are configured as planar antennas, and the first and second axes pass through the planar antenna symmetrically. In the system.
  • a seventh aspect of the present invention there is provided a third rotating mechanism for rotatably providing one or more antennas in a first rotational direction about a first axis in a first rotating direction.
  • a third rotating mechanism for rotatably providing one or more antennas in a first rotational direction about a first axis in a first rotating direction.
  • the eighth gist of the present invention is that the first antenna includes a spherical radio wave lens and a primary radiator for receiving radio waves, and the primary radiator is tuned to the rotation of the first rotation mechanism to surround the radio wave lens.
  • the antenna system according to the first aspect wherein the antenna is rotated by rotating the antenna along a circumferential direction.
  • a ninth aspect of the present invention is described in the first aspect, characterized in that the first antenna and the first rotating mechanism are shared, and a third antenna facing a different direction from the first antenna is provided.
  • Antenna system Antenna system.
  • a tenth aspect of the present invention is that the first antenna and the third antenna are planar antennas, and the first antenna and the third antenna are integrated back to back, and both sides are used as antennas.
  • the feature is in the antenna system described in the summary 9.
  • An eleventh aspect of the present invention is the antenna according to the first aspect, wherein the first antenna is a prismatic polyhedral antenna having N (a natural number of N ⁇ 3) side surfaces as a planar antenna. In the system.
  • a twelfth aspect of the present invention resides in the antenna system according to the tenth aspect, wherein characteristics of the first antenna and characteristics of the third antenna are different.
  • a thirteenth aspect of the present invention is the antenna system according to the eleventh feature, wherein the N planar antennas include two or more types of planar antennas having different characteristics. is there.
  • a fourteenth aspect of the present invention resides in the antenna system according to the first aspect, characterized in that the first antenna is used for communication and the second antenna is a pilot antenna.
  • a fifteenth aspect of the present invention resides in the antenna system according to the seventh aspect, in which two of the three antennas are used as antennas for communication with a satellite, and the other is used as a pilot antenna.
  • a sixteenth aspect of the present invention is an antenna system A according to the seventh aspect, in which two of the three antennas are used as pilot antennas and the remaining one is used as a communication antenna with a satellite.
  • a seventeenth aspect of the present invention resides in the antenna system according to the sixteenth aspect, wherein the method of rotating the two pilot antennas is changed for each antenna.
  • each antenna has another movable part (rotation mechanism) independently. Therefore, since each antenna can be separately adjusted by each rotation mechanism while sharing the azimuth and elevation adjustment mechanisms, it is possible to point the antennas to the communication targets in two different directions from the receiving point at the same time. It becomes possible. In other words, there are three degrees of freedom: the azimuth angle, the elevation angle, and the antenna rotation direction.
  • the volume can be reduced as compared with a case where a plurality of conventional antenna systems are used.
  • the antenna for the direction adjustment is not used.
  • the invention of abstract 1 shares a part of the direction adjustment mechanism, so there is one less rotation mechanism (movable part) for direction adjustment 4 Is sufficient and the configuration is simple.
  • the two antennas can be installed in a well-balanced manner without obstructing communication with each other, and according to the abstract 4, the direction control of the antennas is simplified.
  • Summary According to the configurations of 5 and 6, the shape of the antenna is symmetrical about the axis, and the rotational moment is easily balanced.
  • the gain and the directivity of the antenna such as the deterioration of the transmission path quality and the change of the directivity while communicating with the two communication targets are changed. Can be adjusted.
  • the radio wave lens is fixed, and only the primary radiator (converter) is operated. Therefore, compared to the case where the radio wave lens and the converter are moved, the driving load of the antenna is reduced. Can be smaller.
  • the antenna portion of this antenna mechanism has the function of a planar antenna on both sides or multiple sides, reducing the operation range of antenna direction adjustment for directing to the communication target. It will enable more agile and reliable signal transmission and reception.
  • the range of movement when pointing the antenna to the communication target can be reduced, and communication with the target communication target can be instantaneous It is effective to be able to do.
  • FIG. 1 is an explanatory view of a main part of a conventional antenna system.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional antenna system.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a first embodiment of the antenna system according to the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram of a direction adjustment control system of the antenna system according to the first embodiment
  • FIG. 5 is a diagram showing the principle of direction adjustment of the antenna system according to the first embodiment
  • FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a second embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a schematic configuration of a third embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a schematic configuration of a fourth embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a modification of the fourth embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view showing a schematic configuration of a fifth embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a schematic configuration of a sixth embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 12 shows a modification of the sixth embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing an antenna unit of an antenna system according to a seventh embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing a case where a new satellite S2 appears in the antenna unit of the seventh embodiment, and the communication target is switched from the satellite S1 to the satellite S2.
  • FIG. 15 is a flowchart at the time of a handover operation in the seventh embodiment
  • FIG. 16 is a block diagram of a direction adjustment control system of the antenna system according to the seventh embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart of a first method in a case where a satellite orbit cannot be predicted during a handover operation in the seventh embodiment!
  • FIG. 18 is a flowchart of a second method in a case where a satellite orbit cannot be predicted during a handover operation in the seventh embodiment
  • FIG. 19 is a perspective view showing the antenna surface attached to the tip of the antenna attachment arm according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram showing a case where a new satellite S2 appears and the communication target is switched from the satellite S1 to the satellite S2 in the eighth embodiment of the present invention
  • FIG. 21 is a perspective view showing an antenna unit of a ninth embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing a case in which a new communication target satellite S2 appears and the communication target is switched from the satellite S1 to the satellite S2 in the ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a perspective view showing an antenna unit of a tenth embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 24 shows antennas 1 to 3 which are side surfaces of the triangular prism antenna according to the tenth embodiment of the present invention and antennas having different polarization planes of 4 to 6 respectively, each of which has a separate communication. It is an explanatory diagram of an antenna that can communicate with a satellite that is a system, FIG. 25 is a perspective view showing a schematic configuration of a first example of the eleventh embodiment of the antenna system according to the present invention,
  • FIG. 26 shows communication with the target satellite and acquisition / tracking of other satellites by the antenna system according to the first example of the first embodiment. It is an explanatory diagram showing a communication state and a state of capturing and tracking another new satellite by a pilot antenna.
  • FIG. 27 shows communication with the target satellite and acquisition / tracking of another satellite by the antenna system according to the first embodiment of the first embodiment, and communication of the target satellite by the communication antenna. It is an explanatory diagram showing a state immediately before switching to another new satellite by capturing and tracking a pilot antenna from a state,
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a communication switching state from the target satellite to another new satellite by the antenna system according to the first example of the first embodiment, and is an explanatory diagram immediately after the communication switching;
  • FIG. 29 is an explanatory diagram showing the state of acquisition and tracking of another new satellite by the pilot antenna after the communication switching shown in FIG. 28,
  • FIG. 30 is a perspective view showing a schematic configuration of a second example of the eleventh embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 31 is a perspective view showing a schematic configuration of the third and fourth examples of the eleventh embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 32 is a perspective view showing a schematic configuration of a fifth example of the eleventh embodiment of the antenna system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of an antenna system 1B according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of an antenna system 1B according to the first embodiment of the present invention.
  • two parabolic antennas 1c and Id and the parabolic antennas lc and Id are fixed, and a brace (support member) 3c, 3 around the central axis 01, 02 in the longitudinal direction.
  • a rotation mechanism 5 Ac, 5Ad rotatably supported, an elevation adjustment mechanism 5 b for commonly supporting the two arms 3 c, 3 d, and a column for horizontally supporting the elevation adjustment mechanism 5 b. 7b, and a turntable 9 on which the column 7b is erected.
  • the longitudinal center axes of the crosspieces 3c and 3d coincide with the axes 01 and 02 of the rotating mechanisms 5Ac and 5Ad.
  • the elevation angle adjustment mechanism 5 b is supported on a column 7 so as to be rotatable about a central axis 03 in the longitudinal direction.
  • the arms 3c, 3d supported by the elevation adjustment mechanism 5b are provided at symmetrical positions with respect to the intersection C1 of the axis 03 and the axis 04 so that the axes 01, 02 are parallel to each other.
  • the rotation center axis line 04 of the turntable 9 coincides with the longitudinal center axis of the column 7b.
  • the turntable 9 is a rotating mechanism that changes the azimuth X of the parabolic antennas lc and Id (the angle of the axis 01 and the axis 02 projected on the horizontal plane) by rotating about the axis 04. .
  • the elevation adjustment mechanism 5b is rotated about the axis 03, so that the elevations Y of the arms 3c, 3d and the parabolic antennas 1c, Id (the angle between the axis 01 and the axis 02 and the horizontal plane) Is a rotation mechanism that changes Further, the rotating mechanisms 5Ac and 5Ad rotate independently around the axes 01 and 02, respectively, thereby rotating the direction Z of the parabolic antennas lc and Id (the circumference around the axes 01 and 02). (The angle between the directions).
  • the axis 1 of the arm 3c, the axis 03 of the elevation angle adjustment mechanism 5b, and the axis 04 of the turntable 9 are perpendicular to each other. , 1 d can be oriented in any direction in three-dimensional space.
  • the individual antennas 1c and 1d are connected to the axis 03 of the elevation adjustment mechanism 5b and the turntable 9
  • the first rotation mechanism 5Ac and the second rotation mechanism 5Ad can be independently and independently rotated about the respective axes 01 and 02 while sharing the axis 04 of the first axis.
  • the individual antennas lc and Id can simultaneously point in different directions, and the antennas can point to the communication targets in two different directions.
  • the rotation mechanisms 5 Ac and 5 Ad have first and second areas A 1, A 2 divided by a plane whose axes 0 1, 0 2 are parallel to each other and parallel to the axis 04 and include the axis 03. 2 are arranged separately.
  • the arm 3c and the arm 3d are arranged so that their axes 0 1 and 0 2 are parallel to each other, and so that the vertical line from one arm does not cross the other arm, They are mounted so that they are not facing each other.
  • the antennas 1 c and 1 d rotate around the respective axes 0 1 and 0 2 by the respective rotation mechanisms 5 A c and 5 A d, one of the antennas and the rotation axis thereof becomes the other. Since it is not located on the entire surface of the other antenna, there is no obstacle to communication between the antennas.
  • the two antennas communicate with each other. It can be installed in a well-balanced manner without getting in the way.
  • the directivities of the antennas l c and 1 d are both perpendicular to the axes 0 1 and 0 2 to ensure that the communication between the antennas does not become an obstacle.
  • the directivity of the antennas lc and 1d is not limited to the direction perpendicular to the axes 0 1 and 0 2. It can be determined arbitrarily so as not to occur.
  • the direction adjustment control system of the antenna system 1B has a track information memory 11, an installation position information memory 13, a real-time clock 15 and an elevation / azimuth calculator 17 to enable control of the antenna direction. , Axis rotation angle calculator 19, pulse generator 21 and an antenna driving section 2-3.
  • the orbit information memory 11 is a memory as a storage unit that stores the orbit information of each satellite.
  • the installation position information memory 13 is a memory as a storage unit that stores information on the position where the antenna is installed.
  • the real-time clock 15 is a clock from which time information can be read from another block.
  • the elevation and azimuth angle calculation unit 17 calculates the satellite position at the specified time viewed from the antenna installation position based on various data from the orbit information memory 11, installation position information memory 13, and real-time clock 15. This is a calculation unit that indicates the elevation angle and the azimuth angle. The calculation result is input to each shaft rotation angle calculation unit 19.
  • Each axis rotation angle calculation unit 19 is based on the elevation angle data and azimuth data of the satellite position obtained by the elevation angle and azimuth angle calculation unit 17 to direct the antenna toward the satellite (axis 0 1, Rotation mechanism 5Ac, 5Ad. This is a processing unit that calculates the angle at which the elevation angle adjustment mechanism 5b and the turntable 9d are rotated.
  • the pulse generation unit 21 generates a pulse to be sent to a motor that controls each axis, based on the rotation angle data of each rotation axis obtained by each axis rotation angle calculation unit 19.
  • the antenna drive unit 23 is a drive unit that drives each axis motor based on the pulse data from the pulse generation unit 21.
  • the specific control of the antenna direction is performed by the elevation and azimuth angle calculation unit 17 and the rotation angle calculation unit 19 by using the data read from the orbit information memory 11, the installation position information memory 13, and the real-time clock 15. Based on the above, the following processing steps S1 to S3 are performed (see FIG. 5).
  • Step S1 The three current positions of the communication target Tl, ⁇ 2 and the own station ⁇ are grasped.
  • Step S 2 Define a triangle T 1 ⁇ ⁇ 2 ⁇ formed by three of the communication target T l, ⁇ 2 and own station ⁇ .
  • Step S3 Define a plane R parallel to the triangles Tl, T2, and P so that the axes 01 and 02 of the rotation axes 54a and 54b of the rotation mechanisms 5Ac and 5Ad are orthogonal to the plane R.
  • the azimuth angle X of the turntable 9, the elevation angle Y of the elevation adjustment mechanism 5b, and the rotation angles Z of the rotation mechanisms 5Ac and 5Ad are obtained.
  • the pulse generation unit 21 and the antenna driving unit 23 perform the following step S4.
  • Step S4 The turntable 9, the elevation adjustment mechanism 5b, and the individual rotation mechanisms 5Ac, 5Ad are rotated based on the calculation results of the elevation Y, the azimuth X, and the rotation angle ⁇ , and the antennas lc, 1 (1 Adjustment is made so as to face the communication target D1, T2, respectively.
  • antennas 1 c and Id are directed to two communication targets Tl, ⁇ 2.
  • the two antennas lc and Id can be directed to any of the communication targets Tl and T2, and when the positions of the communication targets Tl and ⁇ 2 cross each other, the combination of the communication target and the antenna is changed. It is easy to change.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the antenna system 1C according to the present invention.
  • the positions of the arms 3c and 3d in the first embodiment are changed, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the axes 01 and 02 may be symmetrical with respect to a plane parallel to the axis 03 and including the axis 04.
  • the first arm 3c and the second arm 3d for mounting the antenna are arranged so that the axes 01 and 02 are coincident, that is, located on the same axis, and the elevation angle adjustment mechanism 5c that changes the elevation angle Y of the arm tree It is attached to the post 7c via Further, the support post 7c is placed on a turntable 9 for changing the azimuth angle X of the brace, at a position shifted from the rotation center. It stands upright.
  • the two parabolic antennas 1 c and 1 d have independent rotation mechanisms 5 A c and 5 A d, respectively, about the axis 0 1 (the axis 0 2 is coaxial with 0 1). With three direction control mechanisms, it is possible to point the antenna in any direction.
  • the antennas 1c and 1d and the arms 3c and 3 are placed in the space between the communication target Tl, ⁇ 2 (see Fig. 5) and the antennas 1c and 1d. They are arranged so that they do not exist. That is, since the antenna 1c and the antenna 1d and the arm 3c and the arm 3d are arranged so as not to face each other, the arm 3c, which is the other antenna and support member for both antennas, 3d does not become a communication obstacle and can be directed to a different communication target.
  • the characteristics of the first antenna 1c and the second antenna 1d may be the same, but the characteristics of the first antenna 1c and the second antenna 1d are different.
  • CS communication satellite
  • BS broadcast satellite
  • direction adjustment control system of the antenna system 1C of the second embodiment and the specific processing procedure of the antenna direction control are the same as those of the first embodiment, and thus will not be described.
  • the antennas can be installed in a well-balanced manner without disturbing each other when communicating with each other, and the direction control of the antenna can be further simplified.
  • FIG. 7 shows a third embodiment of the antenna system 1D according to the present invention.
  • the parabolic antennas 1 c and I d of the second embodiment are This is changed to the planar antennas 1e and 1f, and the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the first arm 3c and the second arm 3d for mounting the antenna are arranged so that the axes 0 1 and 0 2 coincide with each other, and the planar antennas 1 e and 1 ⁇ in FIG. It is symmetrical with respect to 0 2, and is configured such that axes 0 1 and 0 2 pass through the center of gravity of the planar antenna.
  • FIG. 8 shows a fourth embodiment of the antenna system 1 according to the present invention. Note that the fourth embodiment is obtained by adding one plane antenna to the third embodiment, and the same components as those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the third antenna 1 g is attached to the first arm 3 c or the second arm 3 d for supporting the antenna, and the mounting position of the first antenna 1 e and the second antenna 1 f is set.
  • the rotation mechanism 5 A e is provided differently from the rotation mechanism 5 A e.
  • the rotation mechanism 5Ae for rotating the third antenna 1g is provided such that the rotation axis coincides with the axis 01.
  • the third antenna lg has an independent rotation mechanism 5 A e, so that it can be directed in a direction different from any of the first and second antennas (antennas 1 e and 1 f). .
  • the third antenna 1 g is required to increase the antenna gain, sharpen the directivity of the antenna, etc. during the communication of the first and second antennas 1 e and 1 f during the communication.
  • the antenna in the same direction as antenna 1e or antenna 1f, and combine the signal received by antenna 1e or antenna 1f with the signal received by antenna 1g to obtain the line condition. It is possible to respond to requests such as sharpening the directivity of antennas.
  • the characteristics (directivity and Z or frequency characteristics) of the third antenna lg are changed to those of the first and second antennas 1e and 1f, when the communication target is changed, a new communication target It can also be used as a pilot antenna that searches for the approximate direction of existence. More details will be described in a later-described eleventh embodiment.
  • FIG. 9 shows a modified sequence of the fourth embodiment.
  • This example is an antenna system 1F provided with a total of four planar antennas, two on each of the first arm 3c and the second arm 3d.
  • the first to fourth antennas 1 e to lh attached to the crosspieces 3 c and 3 d have the same size and shape, and the elevation adjustment mechanism 5 c which is the angle adjustment mechanism for the elevation angle Y of the crosspiece. It is mounted so that it can be balanced against. Further, by changing the combination of the first to fourth antennas 1e to lh directed to the first communication target T1 and the second communication target T2, it is possible to obtain a space diversity effect.
  • the rotation mechanism 5A is a rotation mechanism provided with a fourth antenna 1h.
  • the rotation mechanism 5A is provided so as to be rotatable with respect to the arm 3d with the rotation axis at the center in the longitudinal direction as the axis line 02. (Fifth embodiment)
  • FIG. 10 shows a fifth embodiment of the antenna system 1G according to the present invention.
  • the planar antenna of the second embodiment is a radio wave lens, and the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the first radio wave lens 1 i and the second radio wave lens 1 j are attached to the ends of the arms 3 c and 3 d so that the axes 01 and 02 pass through the center. I have.
  • the first primary radiator 27a is a first primary radiator (converter) that receives the radio waves collected by the first radio wave lens 1i
  • the second primary radiator 27b is a second primary radiator 27b.
  • Radio wave This is the second primary radiator (converter) that receives the radio waves collected by the lens 1 j.
  • the first primary radiator 27a and the second primary radiator 27b are located on a plane that includes the center of each radio lens li and 1j and is orthogonal to the axes 01 and 02.
  • the radio lenses li and 1j are connected to the L-shaped support members 25a and 25b provided on the rotation mechanisms 5Ac and 5Ad so as to pass through the focused trajectory. Therefore, the first and second ones
  • the secondary radiators 27a and 27b rotate around the respective radio wave lenses around the axes 01 and 02 in synchronization with the rotation of the rotation mechanisms 5Ac and 5Ad.
  • the rotation of the antenna in the present embodiment does not rotate the radio wave lenses 1 i and 1 j themselves, but causes the first and second primary radiators 27 a and 27 b to surround the respective radio wave lenses. This is realized by rotating.
  • the radio wave lenses 1 i and 1 j themselves do not rotate and only the primary radiators 27 a and 27 b move, the driving load can be reduced as compared with the case where the entire antenna is moved.
  • the axis 01 of the first arm 3c and the axis 02 of the second arm 3d coincide, but they may be arranged in parallel.
  • FIG. 11 illustrates a sixth embodiment of the antenna system 1H according to the present invention.
  • the same components as those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the crescent-shaped antennas lk, 11 are symmetrically attached to the longitudinal rotation axis 03 of the rod-shaped elevation angle adjusting mechanism 5d.
  • the half-moon antennas 1k and 11 are provided so as to be independently rotatable about an axis 01 and an axis 02 perpendicular to the axis 03 of the elevation adjustment mechanism 5d.
  • a brace and a rotation mechanism for rotatably supporting the antennas 1 k and 11 about the axis 01 and the axis 02 on the elevation angle adjustment mechanism 5 d are not shown.
  • the elevation angle adjustment mechanism 5d is provided on two support frames 7d fixed to a rod-shaped azimuth angle adjustment mechanism 9a so as to be rotatable about a rotation axis 03. Therefore, by rotating the elevation angle adjustment mechanism 5d about the axis 03, the antennas lk and 11 rotate in the elevation Y direction.
  • the azimuth adjustment mechanism 9a is mounted so as to be rotatable in the azimuth X direction, with the rotation axis 04 perpendicular to the axis 03.
  • the antenna half-moon-shaped by making the antenna half-moon-shaped, it is possible to minimize the necessary volume that is the swing range of the antenna when each axis rotates. As a result, It can be efficiently stored in a semi-spherical radome (not shown).
  • the antenna may be formed from a half-moon shape to an elliptical shape.
  • the antenna shape is preferably circular or elliptical.
  • the radius of rotation of the antenna is large with respect to the gain obtained, so that the elliptical shape as in the present embodiment is the optimal shape.
  • a planar antenna is also provided on the back side of the planar antenna according to the third embodiment or the like, so that communication with a satellite in a good communication state can be performed in an optimal time and operation.
  • the antenna can be switched to a matching antenna.
  • FIG. 13 is a perspective view showing only the antenna part 1 and Fig. 14 is a perspective view showing the case where a new satellite S2 appears and the communication target is switched from satellite S1 to satellite S2.
  • FIG. 15 shows a flowchart at the time of switching of FIG.
  • the switching operation of the communication target will be described with reference to the flowchart of FIG.
  • the same components as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the same antenna as that on one side is mounted on the rotating mechanism 5Ac back to back, and the rotating mechanism 5Ac penetrates and supports both centers.
  • the first antenna 1e tracks the satellite S1.
  • a new satellite S2 appears as shown in Fig. 14 and the communication target is switched from satellite S1 to satellite S2 (during normal handover). Since the position of (2) can be roughly calculated (S10), the first antenna is determined based on the orientation of the current antenna plane (the first antenna 1e and the second antenna 1eR). The distance (trajectory) at which the antenna 1 e is directed to the satellite S 2 and the distance at which the second antenna 1 e R is directed to the satellite S 2 can be calculated (S 1 1). 12 to S14).
  • FIG. 16 shows a block diagram of the antenna system of the present embodiment.
  • This direction adjustment control system has a detection unit 29, a reception level measurement unit 31, a satellite position data memory 33, a satellite position estimation unit 35, a satellite search control unit 37, and The antenna front and back use determination unit 39 is provided.
  • the detection unit 29 is a detection unit that detects a signal input from each antenna.
  • the reception level measurement unit 31 is a measurement unit that measures the level of a received signal.
  • the satellite position data memory 33 is a memory as a storage unit for storing received signal intensity data based on the received signal level data from the received level measuring unit 31 and the control data from the satellite search control unit 37. It is.
  • the satellite position estimating unit 35 estimates the satellite orbit from the intensity data of the received signal stored in the satellite position data memory 33 and transmits the data to the elevation / azimuth calculating unit 17.
  • the satellite search control unit 37 is a control unit that performs antenna drive control to search for a satellite based on the elevation and azimuth data obtained by the elevation / azimuth calculation unit 17.
  • the antenna front / back use determination unit 39 is a determination unit for determining whether to use the front or back of the antenna.
  • the determination unit 39 receives the current antenna orientation and the position information of the satellite S2 from the elevation / azimuth calculation unit 17 and determines whether to use the antenna table or the back. Judge and send the judgment result to the rotation angle calculator 19 of each axis o
  • the first method measures the received power by rotating the first and second antennas (S15), narrows the approximate satellite position from the power distribution, By moving the antenna further, it is possible to find the position where the reception power reaches the specified value, that is, catch the satellite S2. Subsequent processing proceeds to S11 in FIG.
  • the satellite S2 is captured by the satellite search control unit 37 by performing the following control.
  • Elevation angle ⁇ Azimuth angle calculation unit 17 Gives the elevation angle and azimuth angle at which to start the search.
  • the reception status in each direction is stored in the satellite position data memory 33 together with the direction of the antenna through the detection unit 29 and the reception level measurement unit 31. Furthermore, change the elevation and azimuth, and measure while rotating the antenna. A similar operation is performed, and a search is performed.
  • one side of the antenna (for example, the second antenna 1 e R in FIG. 14) is made an antenna surface having a weak directivity so that signals can be easily received.
  • the received power is measured using that surface (S16 in Fig. 18), and the position of the satellite is roughly estimated (what time, minute, etc.).
  • the other surface eg, the first antenna 1e in Fig. 14
  • the antenna is positioned. Subsequent processing proceeds to S11 in FIG.
  • the satellite S2 is captured by the satellite search control unit 37 in the same manner as in the first method.
  • Finding the satellite B whose position is unknown as described above is, for example, when the weather conditions in the sky are bad and tracking another satellite can get more reception power than tracking the current satellite, or ( Since the received power that can be obtained at that time is known from the direction of the antenna, the received value is significantly lower than the known value, etc.) It is.
  • FIG. 19 shows an eighth embodiment of the present invention.
  • the first and second antennas have a structure (antenna group) back-to-back with each other.
  • two antennas are used on each side.
  • the antennas are connected in parallel.
  • the first antenna 1e of the first antenna group WA1 is communicating with the target satellite (satellite S1) (third antenna of the second antenna group WA2).
  • 4 antennas lg, lgr are in standby).
  • a new satellite S2 appears as shown in Fig. 20, and the communication target is switched from satellite S1 to satellite S2.
  • Move one of antennas 3 and 4 lg or 1 gR to the position where satellite S 2 will come turn the one that can move on the shortest path
  • antenna 1 and 2 le , 1 eR to satellite S 2 in the same way the one that can move on the shortest path.
  • signals can be transmitted and received with a total of four antennas.
  • the third and fourth antennas lg and 1 gR are communicating with satellite S2, then the first and second antennas le and 1eR will look for the next satellite after satellite S2. Good.
  • the approximate position of the satellite can be determined by rotating the third and fourth antennas lg and lgR.
  • one of the third and fourth antennas lg and 1 gR is used as an antenna surface having a weak directivity, and the other surface is used as an antenna surface having normal directivity.
  • 1 gR may be used as an antenna (for signal reception only) to recognize the position of the satellite.
  • the direction of the antenna with respect to the satellite S2 is determined by the second antenna group WA2, and the antenna surface of the shortest path is determined from this position and the current direction of the antenna surface of the first antenna group WA1 for operation. (Handover end).
  • FIG. 21 shows a ninth embodiment of the present invention.
  • the antenna surface to be communicated is the first to third antennas 1 e 1 and 1 e on the side surfaces of the triangular prism which is a polygon as shown in the figure. 2, 1 e 3 are provided.
  • the first antenna 1 e 1 communicates with a target satellite (satellite S 1)
  • the first antenna 1 e 1 tracks the satellite S 1.
  • a new communication target, satellite S2 appears as shown in Fig. 22, and the communication target is switched from satellite S1 to satellite S2.
  • the received power is measured by rotating the first to third antennas 1e1, 1e2, and 1e3, and the position of the satellite S2 is roughly determined from the power distribution. And then move the antenna to find a position where the received power reaches the specified value, that is, catch the satellite S2.
  • the second and third antennas le 2 and le 3 are set to the reception only mode (the transmission circuit is in the sleep state). It is assumed that there is, but always knows.
  • the antenna surface closest to the position of the satellite S2 based on the received power distribution (the antenna surface capable of taking the shortest path) is turned.
  • FIG. 23 and FIG. 24 show the tenth embodiment, in which two antenna groups each having an antenna on the side surface of a triangular prism are provided in parallel.
  • the first to third antennas lel, le2, and 1e3, which are the side surfaces of the triangular prism of the first antenna group MA1, have an antenna transmitting / receiving section for communicating with the satellite S1.
  • the fourth antenna group which is the side of the triangular prism of the second antenna group MA 2 le4, le5, and 1e6 each have an antenna transmitting and receiving unit for communicating with the satellite S2, and can communicate with different communication systems.
  • signals are simultaneously transmitted from the first to third antennas 1 el, le 2, 1 e 3 (one of them) or the fourth to sixth antennas le 4, le 5, 1 e 6 (one of them). Since it is conceivable that interference will occur when transmitted, for example, if the first to third antenna planes are transmitting, the fourth to sixth antenna planes are dedicated reception antennas. This enables highly reliable communication.
  • the first to third antenna surfaces and the fourth to sixth antenna surfaces which are the side surfaces of the triangular prism, are antennas having different polarization planes, and each is a separate communication system. Communication with the satellite becomes possible.
  • FIG. 25 to FIG. 29 show a first example of the antenna system according to the present embodiment.
  • the antenna control system according to the first embodiment includes a first arm 3c for supporting the antenna, a second arm 3d for supporting the antenna, and the directivity of the antenna.
  • the first and second arms 3c and 3d are provided with a turntable 9 that is a common azimuth adjustment mechanism, and the first arms 3c and the second arms 3d are parallel on the same plane, Unpaired And the first antenna 1 e is used for communication, and the second antenna 1 f is used as a pilot antenna. That is, the antenna system shown in FIG.
  • a turntable 9 capable of rotation adjustment in the horizontal direction X, and on a rotation axis 04 of an azimuth adjustment mechanism of the turntable 9 via a support 7 c. It has an elevation adjustment mechanism 5 that can be rotated and adjusted in the elevation direction Y, and first and second arms 3 c and 3 d extending left and right from both sides. The first and second arms 3c and 3d share the elevation adjustment mechanism 5c and are arranged on the same plane so as to be parallel to each other and non-opposed.
  • the first arm 3c is provided with a first antenna 1e, and the first antenna 1e is independent of the axis of the first arm 3c via the first rotating mechanism 5Ac. It is supported so that its rotation can be adjusted so that it has directivity in an arbitrary rotation direction Z around 01.
  • the second arm 3d is provided with a second antenna 1f, and the second antenna 1f is independently connected to the axis of the second arm 3d via the second rotation mechanism 5Ad. It is supported so as to be adjustable in rotation so as to have directivity in an arbitrary rotation direction Z around O2.
  • the first antenna 1e is used as a communication antenna (hereinafter, referred to as a communication antenna), and the second antenna 1f is used as a pilot antenna (hereinafter, referred to as a pilot antenna).
  • This pilot antenna 1f has a wide directivity to facilitate the capture of the satellite, and the pilot signal from the satellite is transmitted in the widest possible range regardless of the orientation of the antenna surface. In order to be able to receive only the signal, it has a characteristic different from that of the communication antenna 1e as a communication antenna.
  • the communication antenna 1 e communicates with the target satellite.
  • the pilot antenna 1 controls the rotation angle calculation unit 19 for each axis by the satellite search control unit 37 to reduce the number of antennas.
  • the pilot signal from another new satellite is received while constantly rotating (see Fig. 16).
  • the rotation speed of the antenna is By making it sufficiently fast compared to, the strength of the received signal changes according to the change in the orientation of the antenna surface due to the rotation of the antenna.
  • the pilot antenna 1 f receives a pilot signal from a satellite
  • the strength of the received signal is measured, and at that point, the direction in which the pilot antenna 1 f is directed is determined by the azimuth angle of the turntable 9.
  • the reception status in each direction is stored in the satellite position data memory 33 together with the antenna direction.
  • the satellite position estimating unit 35 estimates the current satellite position based on the data for several points stored in the satellite position data memory 33. From the satellite position information, the azimuth X and elevation Y of the satellite are calculated by the elevation and azimuth calculator 17, and the rotation angle calculator 19, pulse generator 21, and antenna driver 23 of each axis are calculated. After that, the motor for each axis is driven, and the communication antenna 1e is directed to the satellite captured by the pilot antenna 1f.
  • FIGS. 26 to 29 show, for example, the control state of the antenna device for two non-geostationary satellites S1 and S2 orbiting in the orbit of the celestial sphere.
  • the communication antenna 1e is in a state where it can communicate with the target satellite S1, while the pilot antenna 1f receives pilot signals from another new satellite S2. It receives and tracks the position of satellite S2.
  • the communication antenna 1e sets the azimuth X, the elevation Y, and the rotation angle Z with respect to the satellite S2 based on the position estimation data of the satellite S2 measured by the pilot antenna 1f as described above. And the satellite S The communication is switched from 1 to the satellite S2.
  • the pilot antenna 1f for the communication antenna 1e after switching the communication from the satellite S1 to the satellite S2 again receives the signal from the other new non-geostationary satellite S3 as shown in Fig. 29. It rotates and reads to receive the pilot signal, and captures satellite S3.
  • FIG. 3 shows a second example of the antenna system according to the present embodiment.
  • the antenna system according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the directivity is provided in an arbitrary rotation direction Z1 together with the first antenna 1e around the axis 01 of the first arm 3c.
  • the third antenna lg is rotatably supported via the third rotation mechanism 5Ae so as to have the following configuration.
  • the first and second antennas 1 e and 1 f are used as communication antennas, respectively, and the third antenna 1 g is used as a pilot antenna.
  • the rotation of the antenna 1e can be adjusted independently of each other so as not to interfere with each other.
  • the first communication antenna 1 e communicates with the target satellite S 1 and the pilot antenna 1 e in the same manner as the first embodiment described above.
  • g is to acquire the new satellite S2, and the second communication antenna If is used to switch the satellite S2 by the pilot antenna 1g when the communication is switched from the satellite S1 to the satellite S2.
  • the azimuth angle X, the elevation angle Y, and the rotation angle Z with respect to the satellite S2 are adjusted based on the measurement data, so that the communication to the satellite S2 is switched.
  • FIG. 31 shows a third example of the antenna system according to the eleventh embodiment, in which the first antenna 1 e is used as a communication antenna, and the second and third antennas lf and 1 are used. g is used as a pilot antenna.
  • the first communication antenna 1 e communicates with the target satellite S 1 while the two pilots Antennas 1 f and 1 g have the same rotation direction and rotation speed, acquire a new satellite S 2, and receive a pilot signal from satellite S 2 separately.
  • the two pilot antennas 1f and 1g By using the two pilot antennas 1f and 1g, a measurement error with respect to the measured value of the received signal strength can be reduced. As a result, the estimation error can be reduced as compared with the case where the satellite is captured and measured by one pilot antenna as in the first or second embodiment described above.
  • the external appearance is the same as the third example shown in FIG. 31, and the rotation directions of the two pilot antennas 1 f and 1 g are reversed.
  • the rotation speed is made variable by setting the rotation direction to the same direction. This makes it possible to obtain measurement data of received pilot signals for different antenna directions. Therefore, it is possible to reduce the error in the estimated direction of the satellite by changing the estimation algorithm.
  • each pilot antenna 1f, 1g The rotation angle of each pilot antenna 1f, 1g is limited to, for example, a range from 0 ° to 180 °, and when each pilot antenna 1f, lg rotates to 180 °, 1 Control to rotate 80 ° reverse.
  • each pilot antenna lf and 1 g are installed so that their antenna surfaces are opposite to each other, and these antenna surfaces are backed up to each other, and the antenna surfaces are oriented in the 360 ° direction. Control rotation.
  • FIG. 32 shows a fifth example of the antenna system according to the first embodiment.
  • the axis of the second arm bar 3d for supporting the second antenna is shown in FIG.
  • the fourth antenna 1h is supported via the fourth rotation mechanism 5Af so as to be rotatable so as to have directivity in an arbitrary rotation direction Z together with the second antenna 1f around 02. It has the following configuration.
  • the first and second antennas 1 e and 1 f are used as communication antennas, respectively, and the third and fourth antennas 1 g and l h are used as pilot antennas.
  • the rotation of each of these antennas 1e, 1f, 1g, 1h can be controlled independently.
  • the antenna can be arbitrarily connected to the first arm for supporting the antenna and the second arm for supporting the antenna via the rotation mechanism around the respective axes.
  • the antenna is supported so that it can be rotated so that it has directivity in the rotation direction Z of the antenna.
  • each antenna is used as a communication antenna and a pilot antenna, and a first arm and an antenna support Since the second armature has a common elevation angle adjustment mechanism supported on the azimuth angle adjustment mechanism, each antenna is driven by each antenna rotation mechanism, azimuth angle adjustment mechanism, and elevation angle adjustment mechanism.
  • the antennas can be pointed at the same time to the satellites to be communicated in two different directions from the receiving point, and the antennas do not interfere with each other.
  • the communication antenna to the pilot antenna in the same direction capturing the target satellite easily and can be carried out quickly, this Yotsute, can be easily carried out the direction control of the antenna.
  • the two antennas serve as an antenna that does not become an obstacle when communicating with each other. It is suitable for an antenna system that easily and promptly controls the direction of a communication antenna in the same direction as the pilot antenna that captured the signal.

Description

明 細 書 アンテナシステム 技術分野
本発明は、 低軌道衛星等の非静止衛星を用いた通信システムに好適なアンテナ システムに関する。 背景技術
第 1図及び第 2図は、 従来の非静止衛星等との通信に用いられるアンテナシス テムを示したものである。 従来、 この種のアンテナシステムでは、 第 1図のよう に、 水平方向からの角度 Y (仰角） を調整可能とする仰角調整機構 1 0 1と水平 方向の向き X (方位角） を調整可能とする方位角調整機構 1 0 2を両端に備えた 支柱 1 0 3に、 仰角調整機構 1 0 1を介してパラボラアンテナ 1が設けられてい た。
従って、 従来のアンテナシステムでは、 アンテナの仰角調整機構 1 0 1及び方 位角調整機構 1 0 2をアンテナ毎に備え、 前記 2つの調整機構 1 0 1、 1 0 2を 調整することでァンテナの方向調整を行っていた。
このため、 非静止衛星との通信等、 受信点 （アンテナの設置場所） から見た通 信対象の方向が時間と共に変化する場合、 受信点から見て、 方向の異なる複数の 通信対象と同時に通信を行うためには、 第 1図のようなアンテナシステムが通信 対象と同じ数だけ必要とされていた。
しかし、 方向調整機構を含めたアンテナを複数設定することは、 単に場所をと るだけでなく、 通信対象の方向とアンテナの位置関係によっては、 アンテナ同士 が互いに通信の障害物となる場合が発生する等の問題点があった。
このため、 第 1図のアンテナシステムを 2つ回転台 1 0 5の上に載せ、 回転台 1 0 5を回動させてアンテナ 1 a、 1 b同士が互いに通信の障害物とならないよ うにする第 2図に示すような構成のアンテナシステム 1 Aが提案されていた。 しかしながら、 第 2図に示すようなアンテナシステム 1 Aの構成では、 アンテ ナ l a、 1 bの方向調整のために 5つの可動調整部が必要となり、 機構的に複雑 となると同時に、 アンテナの方向制御 （特に方位角 Xの制御） が複雑となるとい う問題点が存在した。
また、 非静止衛星を用いた衛星通信では、 地上の受信点から見た通信対象の衛 星の位置が時間と共に変化する為、 通信の継続には通信対象の衛星を追尾し、 ァ ンテナを正確に衛星に向ける必要があった （例えば、 特開平 9— 3 2 1 5 2 3号 公報参照） 。
通信に使用する衛星を変更する場合には、 新しい衛星を探索し捕捉するための 操作が必要である。 衛星の追尾、 捕捉は、 衛星の軌道情報が既知であり計算によ る衛星の位置推定が可能であるとしても、 計算値と実際の位置には微妙な差があ り、 衛星通信の地上局で使用される指向性の鋭いアンテナによる衛星の追尾、 捕 捉は簡単にできなかった。
そこで、 通信用のアンテナ以外に通信用のアンテナに比較して指向性の鈍い衛 星捕捉/追尾用の補助アンテナ （以下、 「パイロッ トアンテナ」 と称す） を設け、 通信用のアンテナの方向調整に際して、 前記パイロッ トアンテナを使って予め実 際の衛星の位置を把握することが行われていた。
しかしながら、 パイロットアンテナを使用する場合にも各アンテナの方向制御 機構が独立し、 2つのアンテナの設置位置が異なる為に、 衛星を捉えたパイロッ トアンテナと同じ方向に通信用のアンテナを向けようとした場合、 アンテナの方 向制御が複雑になるという問題もあった。
本発明は、 上記従来技術の問題点に鑑み、 2つの衛星等の移動体と同時に通信 を行う際に、 複数のアンテナが互いに通信の際の障害物とならないアンテナの構 成と、 その方向 （方位角 X、 仰角 Y) 調整機構を簡単な構成で実現するアンテナ システムを提供することを目的とする。
また、 対象衛星を補足したパイロッ トアンテナと同一方向に通信用アンテナを 容易にかつ速やかに行い、 アンテナ同士が互いの通信障害になることがないよう に方向制御を簡便に行うことができるアンテナシステムを提供することをも目的 とする。 発明の開示
本発明は、 前記課題を解決するため次の構成を有する。
本発明の第 1の要旨は、 第 1のァンテナを第 1の軸線を中心に第 1の回転方向 に回動可能に設ける第 1の回転機構と、 第 1の軸線と同一軸線上又は平行に延び る第 2の軸線を中心に第 2のァンテナを第 1の回転方向に回動可能に設ける第 2 の回転機構と、 第 1、 第 2の軸線と異なった軸線となる第 3の軸線を中心に、 第 1、 第 2の回転機構を共通に第 2の回転方向に回動可能に支持する仰角調整機構 と、 第 1、 第 3の軸線と異なった軸線となる第 4の軸線を中心に、 仰角調整機構 を第 3の回転方向に回動可能に支持する方位角調整機構と、 を備え、 第 4の軸線 に平行で且つ第 3の軸線を含む平面によって仕切った第 1の領域に第 1の回転機 構を設け、 第 1の領域の反対側の第 2の領域に第 2の回転機構を設けることを特 徴とするアンテナシステムにある。
本発明の第 2の要旨は、 第 1、 第 2の軸線を、 第 3の軸線に平行で且つ第 4の 軸線を含む平面に対して対称に設けることを特徴とする要旨 1に記載のアンテナ システムにある。
本発明の第 3の要旨は、 第 3の軸線と第 4の軸線は交わり、 第 1、 第 2の軸線 を、 交点に対して対称に設けることを特徴とする要旨 1に記載のアンテナシステ ムにある o
本発明の第 4の要旨は、 第 3の軸線と第 4の軸線が直交し、 第 1の軸線と第 2 の軸線は、 第 3の軸線と第 4の軸線が作る平面に直交することを特徴とする要旨 1に記載のアンテナシステムにある。
本発明の第 5の要旨は、 第 1、 第 2の軸線が、 それぞれのアンテナの重心を貫 くことを特徴とする要旨 1に記載のアンテナシステムにある。
本発明の第 6の要旨は、 第 1、 第 2のアンテナは平面アンテナで構成し、 第 1、 第 2の軸線が平面アンテナを左右対称に貫くことを特徴とする要旨 1に記載のァ ンテナシステムにある。
本発明の第 7の要旨は、 第 1の軸線を中心に第 1の回転方向に 1個又は複数個 のァンテナを回動可能に設ける第 3の回転機構を設けたことを特徴とする要旨 1 に記載のアンテナシステムにある。
本発明の第 8の要旨は、 第 1のアンテナは球状の電波レンズと電波を受ける一 次放射器とを備え、 一次放射器が第 1の回転機構の回動に同調して電波レンズの 周囲を周面方向に沿って回動することでァンテナの回動を実現することを特徴と する要旨 1に記載のアンテナシステムにある。
本発明の第 9の要旨は、 第 1のアンテナと第 1の回転機構を共用し、 かつ、 第 1のアンテナと異なる方向を向く第 3のアンテナを備えたことを特徴とする要旨 1に記載のアンテナシステムにある。
本発明の第 1 0の要旨は、 第 1のアンテナと第 3のアンテナは、 平面アンテナ であって、 第 1のアンテナと第 3のアンテナを背中合わせに一体化し、 両面をァ ンテナとすることを特徴とする要旨 9に記載のアンテナシステムにある。
本発明の第 1 1の要旨は、 第 1のアンテナは、 N個 （N≥3の自然数） の側面 を平面ァンテナとした角柱状の多面体ァンテナであることを特徴とする要旨 1に 記載のアンテナシステムにある。
本発明の第 1 2の要旨は、 第 1のアンテナの特性と第 3のアンテナの特性が異 なることを特徴とする要旨 1 0に記載のァンテナシステムにある。
本発明の第 1 3の要旨は、 N個の平面アンテナには、 特性の異なる 2種類以上 の平面ァンテナからなることを特徴とする要旨 1 1に記載のァンテナシステムに ある。
本発明の第 1 4の要旨は、 第 1のアンテナを通信用とし、 第 2のアンテナをパ ィロッ トァンテナとしたことを特徴とする要旨 1に記載のァンテナシステムにあ る o
本発明の第 1 5の要旨は、 3基のアンテナの内、 2基を衛星との通信用アンテ ナとして、 残りの 1基をパイロッ トアンテナとする要旨 7に記載のアンテナシス テムにある。
本発明の第 1 6の要旨は、 3基のアンテナの内、 2基をパイロッ トアンテナと して、 残りの 1基を衛星との通信用アンテナとする要旨 7に記載のァンテナシス ァ A あ 。
本発明の第 1 7の要旨は、 2基のパイロッ トアンテナの回動方法を、 アンテナ 毎に変えたことを特徴とする要旨 1 6に記載のァンテナシステムにある。
上記のとおり、 本発明のアンテナシステムは、 2基のアンテナが方位角、 仰角 方向の調整機構を共有しながら、 各々のァンテナが独自にもう一つの可動部分 (回転機構） を有している。 従って、 各々のアンテナは、 方位角、 仰角方向の調 整機構を共有しながら各々の回転機構により別途調整できるため、 同時に受信点 から 2つの異なった方向にある通信の対象にアンテナを向けることが可能となる。 つまり自由度は、 方位角、 仰角に加えアンテナの回転方向の 3つとなる。
本発明の構成によれば、 以下の効果が得られる。
要旨 1の構成によれば、 アンテナの方向調整機構の一部を共用するため、 従来 のアンテナシステムを複数使用するより容積を小さくできる。
更に、 複数のァンテナを使って異なる 2つの通信対象と通信できるだけでなく、 1つ通信対象に対して複数のアンテナを同時に使用することができるので、 ァン テナの利得、 指向性の調整が可能となる。
また更に、 2つのアンテナが互いに通信の際に障害物とならないように配置さ れた従来のアンテナシステムの構成 （第 2図の構成） では、 方向調整のための回 転機構 （可動部分） が 5箇所必要であるのに比べて、 要旨 1の発明では方向調整 機構の一部を共用するため、 方向調整のための回転機構 （可動部分） が 1つ少な い 4箇所で十分であり、 構成的に簡単となる。
要旨 2、 3の構成によれば、 2つのアンテナが互いに通信の際に障害物となら ず、 バランスよく設置でき、 要旨 4によればアンテナの方向制御が簡単となる。 要旨 5及び 6の構成によれば、 アンテナの形状が軸線を中心に左右対象で、 回 転モーメン卜が均衡し易い。
要旨 7の構成によれば、 第 3のァンテナを予備のァンテナとして利用できるた め、 2つの通信対象と通信しながらの伝送路の品質悪化や指向性の変更などァン テナの利得、 指向性の調整等が可能となる。
要旨 8の構成によれば、 電波レンズを固定し、 一次放射器 （コンバーター） の みを動かすため、 電波レンズとコンバータ一の 2つを動かす場合に氏較して、 ァ ンテナの駆動の負荷を小さくできる。
要旨 9、 1 0、 1 1の構成によれば、 このアンテナ機構におけるアンテナ部分 に、 平面アンテナの機能を両面または多面にわたり具備することで、 通信対象に 向かせるためのアンテナ方向調整動作範囲が軽減可能となり、 より俊敏かつ信頼 性の高い信号の送受信を可能とするものである。
すなわち、 アンテナを 2枚背中合わせに張り合わせること、 または、 多面柱
(多面体形状） の側面にアンテナ面を設けること、 これらのアンテナを並列に並 ベること等により、 通信対象にアンテナを向ける時の動き範囲を軽減でき、 より 瞬時に目的の通信対象との通信ができることに効果がある。
要旨 1 2、 1 3の構成によれば、 特性の異なるアンテナを有することで、 使用 周波数帯域や偏波の異なつた衛星に同時に送受信できる。
要旨 1 4〜1 7の構成によれば、 受信専用アンテナを設けることで、 次に来る 衛星の位置が大よそ判断でき、 天空の気象状況が悪く、 現在の衛星を追うよりも、 別の衛星を追尾した方が受信パワーを稼げる湯合 （アンテナの向きから、 その時 得られるであろう受信パワーがわかる） や、 アンテナが衛星を見失った場合、 ま た、 ァンテナ設置の初期設定時等にアンテナの位置を把握するためにも大変有効 である。 図面の簡単な説明
第 1図は、 従来のアンテナシステムの要部説明図であり、
第 2図は、 従来のアンテナシステムの説明図であり、
第 3図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 1の実施の形態の概略構成を示 す斜視図であり、
第 4図は、 第 1の実施の形態に係るアンテナシステムの方向調整制御システム のブロック図であり、
第 5図は、 第 1の実施の形態に係るアンテナシステムの方向調整原理を示す図 であり、
第 6図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 2の実施の形態の概略構成を示 す斜視図であり、
第 7図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 3の実施の形態の概略構成を示 す斜視図であり、
第 8図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 4の実施の形態の概略構成を示 す斜視図であり、
第 9図は、 本発明に係るァンテナシステムの第 4の実施の形態の変形例を示す 斜視図であり、
第 1 0図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 5の実施の形態の概略構成を 示す斜視図であり、
第 1 1図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 6の実施の形態の概略構成を 示す斜視図であり、
第 1 2図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 6の実施の形態の変形例を示 す斜視図であり、
第 1 3図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 7の実施の形態のアンテナ部 を示す斜視図であり、
第 1 4図は、 第 7の実施の形態のアンテナ部で、 新たな衛星 S 2が現れ、 衛星 S 1から衛星 S 2に通信の対象を切り替える場合を示す図であり、
第 1 5図は、 第 7の実施の形態におけるハンドオーバー動作時のフローチヤ一 トであり、
第 1 6図は、 第 7の実施の形態に係るアンテナシステムの方向調整制御システ ムのブ口ック図であり、
第 1 7図は、 第 7の実施の形態におけるハンドオーバー動作時において、 衛星 軌道が予測できな !/、場合の第 1の方法のフローチャートであり、
第 1 8図は、 第 7の実施の形態におけるハンドオーバー動作時において、 衛星 軌道が予測できな 、場合の第 2の方法のフローチャートであり、
第 1 9図は、 本発明の第 8の実施の形態によるアンテナ取り付けアームの先端 に取り付けられたアンテナ面を示す斜視図であり、
第 2 0図は、 本発明の第 8の実施の形態で、 新たな衛星 S 2が現れ、 衛星 S 1 から衛星 S 2に通信の対象を切り替える場合を示す図であり、
第 2 1図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 9の実施の形態のアンテナ部 を示す斜視図であり、
第 2 2図は、 本発明の第 9の実施の形態で、 新たな通信対象である衛星 S 2が 現れ、 衛星 S 1から衛星 S 2に通信対象を切り替える場合を示す説明図であり、 第 2 3図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 1 0の実施の形態のアンテナ 部を示す斜視図であり、
第 2 4図は、 本発明の第 1 0の実施の形態の三角柱アンテナの側面である第 1 〜3と、 第 4〜 6のそれぞれ別の偏波面を持つアンテナであり、 それぞれが別々 の通信システムである衛星との通信が可能なアンテナの説明図であり、 第 2 5図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 1 1の実施の形態の第 1実施 例の概略構成を示す斜視図であり、
第 2 6図は、 第 1 1の実施の形態の第 1実施例に係るアンテナシステムによる 対象衛星との通信及び他の衛星の捕捉 ·追尾状態を示すもので、 通信アンテナに よる対象衛星との通信状態と、 パイロッ トアンテナによる他の新しい衛星の捕捉 · 追尾状態を示す説明図であり、
第 2 7図は、 第 1 1の実施の形態の第 1実施例に係るアンテナシステムによる 対象衛星との通信及び他の衛星の捕捉 ·追尾状態を示すもので、 通信アンテナに よる対象衛星の通信状態からパイロッ トァンテナの捕捉 ·追尾による他の新しい 衛星への通信切り換え直前の状態を示す説明図であり、
第 2 8図は、 第 1 1の実施の形態の第 1実施例に係るアンテナシステムによる 対象衛星から他の新しい衛星への通信切り換え状態を示し、 通信切り換え直後の 説明図であり、
第 2 9図は、 第 2 8図に示す通信切り換え後のパイロットアンテナによる他の 新しい衛星の捕捉 ·追尾状態を示す説明図であり、
第 3 0図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 1 1の実施の形態の第 2実施 例の概略構成を示す斜視図であり、
第 3 1図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 1 1の実施の形態の第 3、 第 4実施例の概略構成を示す斜視図であり、
第 3 2図は、 本発明に係るアンテナシステムの第 1 1の実施の形態の第 5実施 例の概略構成を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
(第 1の実施の形態）
第 3図は、 本発明の第 1の実施の形態に係るアンテナシステム 1 Bの概略斜視 図である。
アンテナシステム 1 Bには、 2個のパラボラアンテナ 1 c、 I dと、 該パラボ ラアンテナ l c、 Idを固着し、 長手方向の中心軸線 01、 02を中心に腕木 (支持部材） 3 c、 3 dに回動可能に支持された回転機構 5 Ac、 5Adと、 該 2本の腕木 3 c、 3dを共通に支持する仰角調整機構 5 bと、 該仰角調整機構 5 bを水平に支持する支柱 7 bと、 該支柱 7 bを立設する回転台 9と、 を有してい o
前記腕木 3 c、 3dの長手方向中心軸は、 回転機構 5 A c、 5 Adの軸線 01、 02と一致している。
仰角調整機構 5 bは、 長手方向の中心軸線 03を中心に回動可能に支柱 7わに 支持されている。 仰角調整機構 5 bに支持される腕木 3 c、 3dは、 軸線 03と 軸線 04の交点 C 1に対して対称の位置に、 その軸線 01、 02が平行となるよ うに設けられている。
回転台 9の回転中心軸線 04は、 該支柱 7 bの長手方向中心軸と一致している。 以上の構成により、 回転台 9は軸線 04を中心に回動することでパラボラァン テナ l c、 I dの方位角 X (水平面に投影された軸線 01、 軸線 02の角度） を 変化させる回転機構となる。 また、 仰角調整機構 5 bは、 軸線 03を中心に回動 することで、 腕木 3 c、 3 d及びパラボラアンテナ 1 c、 I dの仰角 Y (軸線 0 1、 軸線 02が水平面となす角度） を変化させる回転機構となる。 更に、 回転機 構 5Ac、 5 Adは、 各々独立して軸線 01、 02を中心に回動することでパラ ボラアンテナ l c、 Idの回転角方向 Z (軸線 01、 軸線 02を中心とする円周 方向のなす角） を変化させる回転機構となる。 そして、 前記腕木 3 cの軸線 01、 仰角調整機構 5 bの軸線 03、 及び回転台 9の軸線 04とは、 各々垂直な方向と して、 各軸を任意に回動することでアンテナ 1 c、 1 dを 3次元空間内の任意の 方向に向けることができる。
また、 個々のアンテナ 1 c、 1 dは、 仰角調整機構 5bの軸線 03と回転台 9 の軸線 0 4を共通にしつつ、 第 1の回転機構 5 A cと第 2の回転機構 5 A dとが 別個独立に各々の軸線 0 1、 0 2を中心に回動調節可能となっている。 従って、 個々のアンテナ l c、 I dは、 同時に別個の方向を向けることができ、 2つの異 なつた方向にある通信対象にァンテナを向けることができる。
また、 回転機構 5 A cと 5 A dは、 その軸線 0 1、 0 2が平行で、 軸線 0 4に 平行且つ軸線 0 3を含む平面により仕切られる第 1、 第 2の領域 A l、 A 2に別 々に配置されている。 換言すれば、 腕木 3 cと腕木 3 dとが、 それぞれの軸線 0 1、 0 2が平行になるよう配置されると共に、 一方の腕木から立てた垂線が他方 の腕木に交わらないように、 つまり非対向となるように配置されて取り付けられ ている。 これにより、 アンテナ 1 c、 1 dは、 各々の回転機構 5 A c、 5 A dに よって各軸線 0 1、 0 2を中心に回動しても、 一方のアンテナやその回動軸が他 方のァンテナの全面に位置することがないので互いのァンテナの通信の障害とな ることはない。
またさらに、 本実施の形態のように、 軸線 0 1、 0 2を、 軸線 0 3と軸線 0 4 が交わつた交点に対して対称となるように設ければ、 2つにァンテナが互いに通 信の際に邪魔にならず、 バランスよく設置できる。
本実施の形態では、 確実に互のアンテナの通信の障害とならないように、 アン テナ l c、 1 dの指向性は共に軸線 0 1、 0 2に垂直な方向とした。 しかし、 ァ ンテナ l c、 1 dの指向性は、 軸線 0 1、 0 2に垂直な方向に限定するものでは なく、 互いのアンテナの配置位置、 大きさ等を考慮することで、 互いの通信障害 とならないように任意に決定できる。
アンテナシステム 1 Bの方向調整制御システムの一例を、 第 4図のプロック図 を参照しながら説明する。
アンテナシステム 1 Bの方向調整制御システムには、 アンテナ方向の制御を可 能とするために、 軌道情報メモリ 1 1、 設置位置情報メモリ 1 3、 リアルタイム クロック 1 5、 仰角 ·方位角計算部 1 7、 各軸回転角計算部 1 9、 パルス生成部 2 1、 及びアンテナ駆動部 2-3を有している。
軌道情報メモリ 1 1は、 各衛星の軌道情報を格納している記憶部としてのメモ リである。
設置位置情報メモリ 1 3は、 アンテナを設置している位置の情報を格納してい る記憶部としてのメモリである。
リアルタイムクロック 1 5は、 他のブロックから、 時刻情報を読み出すことの できる時計である。
仰角，方位角計算部 1 7は、 軌道情報メモリ 1 1、 設置位置情報メモリ 1 3、 及びリアルタイムクロック 1 5での各種データに基づいて、 アンテナ設置位置か ら見た指定時刻の衛星の位置を仰角、 方位角で示す計算部である。 計算結果は、 各軸回転角計算部 1 9に入力される。
各軸回転角計算部 1 9は、 仰角，方位角計算部 1 7で求めた衛星位置の仰角デ 一夕と方位角データに基づいて、 衛星の方向にアンテナを向けるために （軸線 0 1、 0 2、 0 3及び 0 4に対して） 回転機構 5 A c、 5 A d . 仰角調整機構 5 b、 及び回転台 9 dを回動させる角度を計算する処理部である。
パルス発生部 2 1は、 各軸回転角計算部 1 9で求めた各回転軸の回転角度デー 夕に基づいて、 各軸を制御するモータに送るパルスを生成する。
アンテナ駆動部 2 3は、 パルス発生部 2 1からのパルスデータに基づいて、 各 軸用モータを駆動する駆動部である。
具体的なアンテナ方向の制御は、 前記仰角，方位角計算部 1 7と回転角計算部 1 9において、 軌道情報メモリ 1 1、 設置位置情報メモリ 1 3、 及びリアルタイ ムクロック 1 5から読み出したデータに基づいて、 以下の処理ステップ S 1〜S 3を行う （第 5図参照） 。
(ステップ S 1 ) 通信対象 T l、 Τ 2及び自局 Ρの 3つの現在位置を把握する。 (ステップ S 2 ) 通信対象 T l、 Τ 2及び自局 Ρの 3つによって形作られる三角 形 T 1 · Τ 2 · Ρを定義する。 (ステップ S 3)三角形 Tl · T2 · Pに平行な平面 Rを定義して、 前記回転軸 54a、 54b回転機構 5Ac、 5 A dの軸線 01、 軸線 02が該平面 Rと直交 するように、 回転台 9の方位角 X、 仰角調整機構 5 bの仰角 Y、 及び回転機構 5 Ac、 5 Adの回転角 Zを求める。 次に、 前記ステップ S 3で求めた仰角 Y、方 位角 X、 及び回転角 Ζの計算結果に基づいて、 パルス発生部 21とアンテナ駆動 部 23において以下のステップ S 4を行う。
(ステップ S4) 回転台 9、 仰角調整機構 5b、 及び個別回転機構 5Ac、 5 A dを仰角 Y、 方位角 X、 及び回転角 Ζの計算結果に基づいて回転させ、 アンテナ l c、 1 (1が各々通信対象丁1、 T 2に正対するように調整する。
上記の順序でアンテナ 1 c、 Idは、 2つの通信対象 Tl、 Τ 2に向けられる。 この際、 2つのアンテナ l c、 I dは、 通信対象 Tl、 T 2の何れに向けるこ とも可能であり、 通信対象 Tl、 Τ 2の位置が交差した際に、 通信対象とアンテ ナの組合せを変更することも容易である。
以上、 本発明の第 1の実施形態について詳細に説明したが、 その他の実施形態 について概略図面を用いて以下に説明する。 尚、 前記実施形態と同一構成には同 一符号を付して説明を省略する。
(第 2の実施形態）
第 6図に本願発明に係るアンテナシステム 1 Cの第 2の実施の形態を示す。 尚、 第 2の実施の形態は、 前記第 1実施の形態の腕木 3 c、 3dの位置を変更したの であり、 前記実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
すなわち、 第 1の実施形態のものに限らず、 軸線 01、 02を、 軸線 03に平 行で且つ軸線 04を含む平面に対して対称となるようにしてもよい。
アンテナ取り付け用の第 1の腕木 3 cと第 2の腕木 3 dは、 軸線 01、 02が 一致、 すなわち同軸上に位置するように配置され、 腕木の仰角 Yを変化させる仰 角調整機構 5 cを介して支柱 7 cに取り付けられている。 さらに、 前記支柱 7 c は、 腕木の方位角 Xを変化させるための回転台 9の上に、 回転中心からずれた位 置に立設している。
そして、 2つのパラボラアンテナ 1 c及び 1 dは、 軸線 0 1 (軸線 0 2は 0 1 と同軸） を中心に、 各々独立した回転機構 5 A c、 5 A dを有し、 アンテナ 1つ 当たり 3つの方向制御機構を有するため、 如何なる方向へもアンテナを向けるこ とが可能となっている。
加えて、 第 6図のように互いのアンテナ 1 c及び 1 dと腕木 3 c及び 3 が、 通信対象 T l、 Τ 2 (第 5図参照） とアンテナ 1 c及び 1 dの間の空間に存在す ることがないように配置している。 つまり、 アンテナ 1 cとアンテナ 1 dと、 ま た腕木 3 cと腕木 3 dとが互いに対向しないように配置しているために、 双方の アンテナにとって他方のアンテナや支持部材である腕木 3 c、 3 dが通信障害物 となることがなく、 異なった通信対象に向けることが可能となっている。
なお、 本発明は、 第 1のアンテナ 1 cと第 2のアンテナ 1 dの特性は同じもの でもよいが、 これら第 1のアンテナ 1 cと第 2のアンテナ 1 dの特性を異なった ものとすることで、 通信対象 T l、 Τ 2の位置だけでなく、 使用周波数帯域や偏 波の異なった C S (通信衛星） と B S (放送衛星） 等の異なった 2つのシステム に同時に対応 （受信或いは通信を行う） が可能である。
また、 第 2の実施形態のアンテナシステム 1 Cの方向調整制御システム、 及び 具体的なアンテナ方向の制御の処理手順は、 前記第 1の実施形態と同様であるの で省略する。
また、 第 1、 第 2の実施形態のように、 特に軸線 0 3と 0 4が直交し、 軸線 0 1と 0 2は軸線 0 3、 0 4が作る平面に直交するようにすると、 2つのアンテナ が互いに通信の際に邪魔にならずバランスよく設置でき、 ァンテナの方向制御が さらに簡単にできる利点がある。
(第 3の実施形態）
第 7図に本願発明に係るアンテナシステム 1 Dの第 3の実施の形態を示す。 尚、 第 3の実施の形態は、 前記第 2実施の形態のパラボラアンテナ 1 c、 I dを、 平 面アンテナ 1 e、 1 f に変更したのであり、 前記実施形態と同一構成には同一符 号を付して説明を省略する。
アンテナ取り付け用の第 1の腕木 3 cと第 2の腕木 3 dは、 軸線 0 1、 0 2が 一致するように配置され、 第 7図の平面アンテナ 1 e、 1 ίは、 軸線 0 1、 0 2 に対して左右対象であり、 平面アンテナの重心を軸線 0 1、 0 2が貫くように構 成されている。
(第 4の実施形態）
第 8図は、 本発明に係るアンテナシステム 1 Εの第 4の実施の形態を示す。 尚、 第 4の実施の形態は、 前記第 3実施の形態に平面ァンテナを 1つ追加したもので あり、 前記実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
アンテナシステム 1 Εでは、 第 3のアンテナ 1 gをアンテナ支持用の第 1の腕 木 3 c或いは第 2の腕木 3 dに、 前記第 1のアンテナ 1 e及び第 2のアンテナ 1 f の取り付け位置とは異なるように回転機構 5 A eに設けている。 第 3のアンテ ナ 1 gを回動させる回転機構 5 A eは、 回転軸線が軸線 0 1と一致するように設 けている。
この実施の形態においては、 第 3のアンテナ l gは、 独立した回転機構 5 A e を有するため、 第 1、 第 2のアンテナ （アンテナ 1 e、 1 f ) の何れとも異なる 方向に向けることができる。
このため、 第 3のアンテナ 1 gは、 第 1及び第 2のアンテナ 1 e、 1 f が通信 中に回線の状態の悪化等、 アンテナ利得の増大、 アンテナの指向性を鋭くする等 が求められる場合、 必要に応じてアンテナ 1 e、 或いはアンテナ 1 f と同じ方向 に向け、 アンテナ 1 e、 或いはアンテナ 1 f の受信した信号とアンテナ 1 gの受 信した信号を合成することで、 回線の状態の悪化への対応ゃァンテナの指向性を 鋭くする等の要求に対応することができる。
また、 第 3のアンテナ l gの特性 （指向性および Z又は周波数特性） を第 1及 び第 2のアンテナ 1 e、 1 f と変えて、 通信対象の変更に際して、 新規通信対象 の大まかな存在方向を捜すパイロッ トアンテナとして使用することも可能である。 より詳細については後述する第 1 1の実施形態に示す。
第 9図に、 第 4の実施の形態の変形列を示す。 この例は、 第 1の腕木 3 cと第 2の腕木 3 dのそれぞれに 2個ずつ計 4つの平面アンテナを備えたアンテナシス テム 1 Fである。
この実施形態において、 腕木 3 c、 3 dに取り付けられた第 1〜第 4のアンテ ナ 1 e〜l hの大きさ形状は等しく、 腕木の仰角 Yの角度調整機構である仰角調 整機構 5 cに対してバランスがとれるように取り付けられている。 また、 第 1の 通信対象 T 1 と第 2の通信対象 T 2に向ける第 1〜第 4のアンテナ 1 e〜l hの 組合せを変えることで、 スペースダイバーシティ効果を得ることも可能となって いる。 なお、 回転機構 5 A は、 第 4のアンテナ 1 hを設けた回転機構で、 長手 方向中心の回転軸を軸線 0 2とし、 腕木 3 dに対して回動自在に設けてある。 (第 5の実施形態）
第 1 0図に、 本発明に係るアンテナシステム 1 Gの第 5の実施の形態を示す。 第 5の実施の形態は、 前記第 2実施形態の平面ァンテナを電波レンズとしたも のであり、 前記実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
共に球形をした第 1の電波レンズ 1 i と第 2の電波レンズ 1 jは、 その中心を 軸線 0 1と軸線 0 2が貫くように、 各々の腕木 3 c、 3 dの先端に取り付けられ ている。
第 1の一次放射器 2 7 aは、 第 1の電波レンズ 1 iの集めた電波を受ける第 1 の一次放射器 （コンバーター） であり、 第 2の一次放射器 2 7 bは、 第 2の電波 レンズ 1 jの集めた電波を受ける第 2の一次放射器 （コンバーター） である。 そして、 第 1の一次放射器 2 7 aと第 2の一次放射器 2 7 bは、 各々の電波レ ンズ l i、 1 jの中心を含み、 軸線 0 1、 0 2と直交する平面に存在する電波レ ンズ l i、 1 jの焦点を結んだ軌跡を迪るように、 回転機構 5 A c、 5 A dに設 けた L字状支持部材 2 5 a、 2 5 bに接続されている。 従って、 第 1、 第 2の一 次放射器 2 7 a、 2 7 bは、 回転機構 5 A c、 5 A dの回動に同調して、 軸線 0 1、 0 2を中心に各電波レンズの周囲を回動する。
本実施形態でのアンテナの回動は、 電波レンズ 1 i、 1 j自体を回動すのでは なく、 第 1、 第 2の一次放射器 2 7 a、 2 7 bが各々の電波レンズの周囲を回動 することで実現している。
よって、 電波レンズ 1 i、 1 j自体は回転せずに、 一次放射器 2 7 a、 2 7 b のみが動くため、 ァンテナ全体を動かす場合に比べて駆動の負荷を小さくできる。 なお、 本実施の形態では、 第 1の腕木 3 cの軸線 0 1と第 2の腕木 3 dの軸線 0 2が一致しているが、 平行になるように配置されていてもよい。
(第 6の実施形態）
第 1 1図に本発明に係るアンテナシステム 1 Hの第 6の実施の形態について説 明する。 前記実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態においては、 半月型アンテナ l k、 1 1が、 棒状の仰角調整機構 5 dの長手方向の回転軸線 0 3に対して対称に取り付けられている。 半月型アン テナ 1 k、 1 1は、 仰角調整機構 5 dの軸線 0 3に対して垂直方向を向く軸線 0 1、 軸線 0 2を中心に各々独立に回動可能に設けられている。 尚、 仰角調整機構 5 dに軸線 0 1、 軸線 0 2を中心にアンテナ 1 k、 1 1を回動自在に支持する、 腕木、 回転機構は図示していない。
前記仰角調整機構 5 dは、 棒状の方位角調整機構 9 aに固定された 2本の支持 フレーム 7 dに回転軸線 0 3を中心に回動可能に設けられている。 従って、 仰角 調整機構 5 dを軸線 0 3を中心に回動することで、 アンテナ l k、 1 1が仰角 Y 方向に回転する。
また、 方位角調整機構 9 aは、 回転軸線 0 4を軸線 0 3に直交し、 方位角 X方 向に回動自在に取り付けられている。
本実施の形態では、 アンテナを半月型にすることで、 各軸が回転した場合のァ ンテナの揺動範囲となる必要な体積を最小にすることができる。 これにより、 図 示しない半円球状のレドーム内に効率よく収納することができる。
また、 第 1 2図に示すように、 アンテナ形状を半月型から楕円形状に形成して もよい。
—般に、 アンテナがある一定の利得を満たし、 かつ所望の方向以外への不要輻 射 （サイドロープ） をある一定値以下に抑えたい場合、 アンテナ形状は円形ある いは楕円形が望ましいが、 円形アンテナの場合、 得られる利得に対してアンテナ の回転半径が大きくなるため、 本実施の形態のような楕円型が最適な形状である。
(第 7の実施形態）
第 7の実施形態に係るァンテナシステムは、 前記第 3の実施形態等の平面ァン テナの裏面側にも平面アンテナを設け、 通信状態の良好な衛星との通信を最適な 時間、 動作にて合わせらるアンテナに切り換え可能とするものである。
第 1 3図は、 1のアンテナ部分についてのみ示した斜視図で、 第 1 4図は新た な衛星 S 2が現れ、 衛星 S 1から衛星 S 2に通信の対象を切り替える場合を示す 斜視図で、 第 1 5図は、 第 1 4図の切り替え時のフローチャートを示している。 以下、 第 1 5図のフローチヤ一トを参照しながら通信の対象を切り替え動作に ついて説明する。 尚、 前記実施形態と同一構成には同一符号を付して説明を省略 する。
第 1 3図に示すように、 回転機構 5 A c上に片側と同様のアンテナが背中合わ せに取付けられ、 回転機構 5 A cが双方の中心を貫通、 支持している。
第 1 3図において、 アンテナ設置後等の初期状態では、 第 1のアンテナ l eが 目的の衛星 S 1との通信をする場合、 第 1のアンテナ 1 eは衛星 S 1を追尾動作 する。
次に、 時間が経過し、 第 1 4図のように新たな衛星 S 2があらわれ、 衛星 S 1 から衛星 S 2に通信の対象を切り替える場合 （通常のハンドオーバー時） 、 軌道 計算から衛星 S 2の位置が概算で求められるため （S 1 0 ) 、 現在のアンテナ面 (第 1のアンテナ 1 e、 及び第 2のアンテナ 1 e R) の向きから、 第 1のアンテ ナ 1 eを衛星 S 2に向ける距離 （軌跡） と、 第 2のアンテナ 1 e Rを衛星 S 2に 向ける距離が計算でき （S 1 1 ) 、 稼動距離の少ない方のアンテナを採用する ( S 1 2〜S 1 4 ) 。
第 1 4図では、 第 2のアンテナ 1 e Rを衛星 S 2に向ける軌跡を取る方がアン テナの動き範囲を軽減できるため、 第 2のアンテナ 1 e Rが衛星 S 2を追尾し通 信を行う。
第 1 6図は、 本実施形態のアンテナシステムのプロック図を示している。
本方向調整制御システムには、 第 4図の構成に加え、 検波部 2 9、 受信レベル 測定部 3 1、 衛星位置データメモリ 3 3、 衛星位置推定部 3 5、 衛星サーチ制御 部 3 7、 及びアンテナ表裏使用判定部 3 9と、 を有している。
検波部 2 9は、 各アンテナから入力された信号を検波する検波部である。
受信レベル測定部 3 1は、 受信した信号のレベルを測定する測定部である。 衛星位置データメモリ 3 3は、 受信レベル測定部 3 1からの受信信号レベルデ 一夕と衛星サーチ制御部 3 7からの制御データに基づいて、 受信信号の強度デー 夕を格納する記憶部としてのメモリである。
衛星位置推定部 3 5は、 衛星軌道を衛星位置データメモリ 3 3に格納された受 信信号の強度データから推定し、 仰角 ·方位角計算部 1 7にデータを送信する。 衛星サーチ制御部 3 7は、 仰角 ·方位角計算部 1 7で求めた仰角、 方位角デー 夕に基づいて、 衛星を探すためにアンテナの駆動制御を行う制御部である。
アンテナ表裏使用判定部 3 9は、 アンテナの表を使用するか裏を使用するかを 判定する判定部である。 上記の場合には、 判定部 3 9は現在のアンテナの向きと、 衛星 S 2の位置情報を仰角 ·方位角計算部 1 7より受け取り、 ァンテナの表を使 用するか裏を使用するかを判定し、 判定結果を各軸の回転角計算部 1 9に送信す る o
また、 ハンドオーバー時に衛星 S 2の位置が軌道計算によって予測ができない 場合は、 衛星 Bの位置を把握するために以下の 2通りの方法が考えられる。 まず第 1の方法は、 第 1 7図に示すように、 第 1、 第 2アンテナを回転させる ことで （S 1 5 ) 、 受信パワーを計測し、 パワー分布からおおよその衛星の位置 を絞り込み、 さらにアンテナを動かし、 受信パワーが規定値になる位置を見つけ、 すなわち、 衛星 S 2をつかまえることができる。 以後の処理は、 第 1 5図の S 1 1に進む。
上記第 1の方法の場合には、 衛星サーチ制御部 3 7により、 以下の制御を行う ことで衛星 S 2を捕まえる。 仰角 ·方位角計算部 1 7にサーチを始める仰角 ·方 位角を与える。 各軸の回転角計算部 1 9を制御して、 アンテナを少しずつ回転さ せる。 各々の方向での受信状態が、 検波部 2 9、 受信レベル測定部 3 1を通して、 アンテナの方向と共に衛星位置データメモリ 3 3に格納される。 さらに、 仰角、 方位角を変え、 アンテナを回転させながら測定する。 同様の動作を行い、 サーチ が行われる。
第 2の方法は、 第 1 8図に示すように、 アンテナの片面 （例：第 1 4図では第 2のアンテナ 1 e R) を指向性の緩いアンテナ面にし、 信号を受信し易くする。 ハンドオーバー時はその面を使い受信パワーを測定し （第 1 8図の S 1 6 ) 、 衛星の位置を概算する （何時何分等） 。 次に、 今概算した位置にもう一方の面 (例：第 1 4図では第 1のアンテナ 1 e ) を向かせ （反転させる） 、 更にアンテ ナの位置決めを行う。 以後の処理は、 第 1 5図の S 1 1に進む。
第 2の方法の場合も、 衛星サーチ制御部 3 7により、 前記第 1の方法と同様に 衛星 S 2を捕まえる。
上記のようにして位置が不明である衛星 Bを見つけることは、 例えば、 天空の 気象状況が悪く、 現在の衛星を追尾するよりも別の衛星を追尾した方が受信パヮ 一を稼げる場合や （アンテナの向きから、 その時得られるであろう、 受信パワー がわかるため、 その既知の値よりも受信値が著しく低い場合等） 、 何らかの問題 で衛星を見失つてしまつた時の復旧等に大変有効である。
(第 8の実施形態） 第 19図に、 本発明の第 8の実施の形態を示す。 前記第 7の実施形態と同様に、 アンテナ面部分のみを表しており、 第 1、 第 2のアンテナが互いに背中合わせと する構造 （アンテナ群） であり、 加えて、 この平面アンテナ群が複数個 （ここで は片側 2個） 並列に接続されているようなアンテナとしている。
ァンテナ設置等の初期状態では、 第 1のァンテナ群 WA 1の第 1のァンテナ 1 eが目的の衛星 （衛星 S1) との通信をしているものとする （第 2のアンテナ群 WA2の第 3、 4のアンテナ lg、 lgRは待機状態） 。
次に、 時間が経過し、 第 20図のように新たな衛星 S 2が現れ、 衛星 S1から 衛星 S 2に通信の対象を切り替える場合であって、 衛星の軌道が把握できる場合 には、 第 3、 4のアンテナ l g、 1 gRのどちらかを衛星 S 2が来るであろう位 置まで移動 （最短経路で動ける方を向ける） し、 衛星 S 2をつかまえられたら第 1、 2のアンテナ l e、 1 eRのいずれかを同様に衛星 S 2に向ける（最短経路 で動ける方を）。 以上のように、 合計 4枚のアンテナで信号の送受信を行うこと ができる。
または、 第 3、 4のアンテナ l g、 1 gRが衛星 S 2と通信している場合、 今 度は第 1、 2のアンテナ l e、 1 e Rが衛星 S 2の次の衛星を探すものとしても よい。
衛星の軌道が把握できない場合、 第 3、 4のアンテナ l g、 lgRを回転させ ることで衛星の大よその位置を把握できる。
また、 第 3、 4のアンテナ lg、 1 gRのいづれか一方の面を指向性の緩いァ ンテナ面に、 他方の面を通常の指向性を持つアンテナ面として、 第 3、 4のアン テナ l g、 1 gRを衛星の位置を認識するためのアンテナ （信号受信専用） とし て使用してもよい。 かかる方法では、 第 2のアンテナ群 WA2により衛星 S 2に 対するアンテナの向きが決まり、 この位置と現在の第 1のアンテナ群 WA1のァ ンテナ面の位置方向から最短経路のアンテナ面を決めて稼動させることができる (ハンドオーバー終了） 。 (第 9の実施形態）
第 2 1図に、 本発明の第 9の実施の形態を示す。
前記第 7の実施形態と同様にァンテナ面部分のみを示しており、 通信対象とな るアンテナ面は図のように多角形体である三角柱の側面に第 1〜 3のァンテナ 1 e 1、 1 e 2、 1 e 3を設けている。
アンテナ設置等の初期状態では第 1のアンテナ 1 e 1が目的の衛星 （衛星 S 1 ) との通信をする場合には、 第 1のアンテナ 1 e 1は衛星 S 1を追尾動作する。 次に時間が経過し、 第 2 2図のように新たな通信対象である衛星 S 2が現れ、 衛星 S 1から衛星 S 2に通信対象を切り替える。
衛星 S 2の軌道が把握できない場合は、 第 1〜3のアンテナ 1 e 1、 1 e 2、 1 e 3を回転させることで受信パワーを計測し、 パワー分布から大よその衛星 S 2の位置を絞込み、 さらにアンテナを動かし、 受信パワーが規定値になる位置を 見つけ、 すなわち、 衛星 S 2をつかまえることができる。
衛星の軌道が把握できる場合は、 第 2、 3のアンテナ l e 2、 l e 3は受信専 用モードにし （送信回路はスリープ状態） 受信パワーを計測し、 パワー分布より 次の衛星の位置を大まかではあるが常に把握しているものとする。
この場合、 上記受信パワー分布による衛星 S 2の位置付近に最も近いアンテナ 面 （最短経路をとれるアンテナ面） を向ける。
(第 1 0の実施形態）
第 2 3図、 第 2 4図に、 第 1 0の実施の形態を示しており、 三角柱の側面にァ ンテナを設けたアンテナ群を 2個並列に設けたものである。
前記同様アンテナ部分のみをあらわしており、 衛星 S 1と衛星 S 2は通信シス テムの異なつた場合を説明する。
第 2 3図において、 第 1のアンテナ群 MA 1の三角柱の側面である第 1〜3の アンテナ l e l、 l e 2、 1 e 3は衛星 S 1との通信を行うためのアンテナ送受 信部を持ち、 第 2のァンテナ群 MA 2の三角柱の側面である第 4〜 6のァンテナ l e 4、 l e 5、 1 e 6は衛星 S 2との通信を行うためのアンテナ送受信部を持 ち、 それぞれ異なった通信システムとのやりとりを行えるものとする。
ここで、 第 1〜3のアンテナ 1 e l、 l e 2、 1 e 3 (の内一つ） もしくは第 4〜6のアンテナ l e 4、 l e 5、 1 e 6 (の内一つ） から同時に信号を送信す ると干渉等が起こることも想像されるため、 例えば第 1〜 3のァンテナ面が送信 している場合は、第 4〜6のアンテナ面は受信専用アンテナとなる。 これにより、 信頼性の高い通信を可能とする。
第 2 4図において、三角柱の側面である第 1〜3のアンテナ面と第 4〜6のァ ンテナ面とは、 それぞれ別の偏波面を持つアンテナであり、 それぞれが別々の通 信システムである衛星との通信が可能となる。
(第 1 1の実施形態）
本発明の第 1 1の実施の形態を第 2 5図から第 3 2図に示す図面を参照しなが ら詳細に説明する。 第 2 5図から第 2 9図は、 本実施形態に係るアンテナシステ ムの第 1実施例を示す。 尚、 前記実施の形態と同一部分には同一符号を付す。 第 2 5図に示す通り、 第 1 1の実施形態のアンテナ制御システムは、 アンテナ 支持用の第 1の腕木 3 cと、 アンテナ支持用の第 2の腕木 3 dと、 アンテナの指 向性が前記第 1の腕木の軸 0 1に対して任意の方向で第 1の腕木 3 cに取り付け られた第 1のアンテナ 1 eと、 アンテナの指向性が前記第 2の腕木の軸 0 2に対 して任意の方向で第 2の腕木 3 dに取り付けられた第 2のアンテナ 1 f と、 前記 第 1のアンテナ 1 eを軸 0 1を中心に回動させる第 1の回転機構 5 Aじと、 前記 第 2のアンテナ 1 f を軸 0 2を中心に回動させる第 2の回転機構 5 A dと、 前記 第 1及び第 2の腕木 3 c及び 3 d共通の仰角調整機構 5 cと、 前記第 1及び第 2 の腕木 3 c及び 3 d共通の方位角調整機構である回転台 9を備え、 前記第 1の腕 木 3 cと第 2の腕木 3 dを同一平面上で平行かつ、 非対向に配置し、 前記第 1の アンテナ 1 eを通信用、 前記第 2のアンテナ 1 f をパイロッ トアンテナとしてい る。 すなわち、 第 2 5図に示すアンテナシステムは、 水平方向 Xに回転調整自在な 回転台 9と、 この回転台 9の方位角調整機構の回転軸線 0 4上に支柱 7 cを介し て支持された仰角方向 Yに回転調整自在な仰角調整機構 5じと、 この両側から左 右に延びる第 1及び第 2の腕木 3 c、 3 dとを有する。 第 1及び第 2の腕木 3 c、 3 dは、 仰角調整機構 5 cを共有して同一平面上に互いに平行でかつ非対向状態 を有して配置されている。
第 1の腕木 3 cには、 第 1のアンテナ 1 eが設けられ、 この第 1のアンテナ 1 eは、 第 1の回転機構 5 A cを介して独立して第 1の腕木 3 cの軸線 0 1を中心 に任意の回転方向 Zに指向性を有するように回転調整可能に支持されている。 第 2の腕木 3 dには、 第 2のアンテナ 1 f が設けられ、 この第 2のアンテナ 1 f は、 第 2の回転機構 5 A dを介して独立して第 2の腕木 3 dの軸線 0 2を中心 に任意の回転方向 Zに指向性を有するように回転調整可能に支持されている。 そして、 第 1のアンテナ 1 eは、 通信用アンテナとして用いられ （以下、 通信 用アンテナという）、第 2のアンテナ 1 f はパイロットアンテナとして用いられ る （以下、 パイロットアンテナという） 。 このパイロットアンテナ 1 f には、 衛 星の捕捉を容易にするために広い指向性を持たせ、 アンテナ面の向きに拘らず衛 星からのパイロット信号を可能な限りの広い範囲で、 かつ、 パイロット信号のみ を受信できるように、 通信アンテナ用アンテナとしての通信アンテナ 1 eとは異 なる特性を持たせている。
また、 通信用アンテナ 1 eは、 対象衛星との通信を行い、 一方、 パイロッ トァ ンテナ 1 は、 前記衛星サーチ制御部 3 7により各軸の回転角計算部 1 9を制御 して、 アンテナを少しずつ常に回転させながら他の新しい衛星からのパイロット 信号の受信を行うようになっている （第 1 6図参照） 。
このように、 パイロットアンテナ 1 f を常に回転させることにより、 そのアン チナ面の向きが常に変化し、 このアンテナ面の向き変化に応じて受信したパイ口 ット信号の強度が変化する。 そのために、 アンテナの回転速度を衛星の移動速度 に比べて充分速くすることにより、 受信信号の強度は、 アンテナの回転によるァ ンテナ面の向きの変化に対応した変化をする。
すなわち、 パイロッ トアンテナ 1 f が衛星からのパイロッ ト信号を受信した際、 その受信信号の強度を測定し、 その時点で、 パイロッ トアンテナ 1 f が向いてい る方向を、 回転台 9による方位角 X、 仰角調整機構 5 cによる仰角 Y及び第 2の 回転機構 5 A dによる軸線 0 2を中心とした回転角 Zとして表すことにより、 パ イロッ トアンテナ 1 f が向いている方向と、 その時点の受信信号の強度の関係を 表すデータを得ることができる。 尚、 個々の方向での受信状態が、 アンテナ方向 と共に、 衛星位置データメモリ 3 3に格納される。
そして、 これら衛星位置データメモリ 3 3に格納した数点分のデータに基づい て、 衛星位置推定部 3 5により現時点の衛星の位置を推定する。 その衛星位置情 報から仰角 ·方位角計算部 1 7により衛星の方位角 Xと仰角 Yを計算し、 各軸の 回転角計算部 1 9、 パルス発生部 2 1、 及びアンテナ駆動部 2 3を経て各軸用モ 一夕が駆動され、 パイロッ トアンテナ 1 f が捕捉している衛星の方向に、 通信用 アンテナ 1 eが向けられる。
第 2 6図〜第 2 9図は、 例えば、 天球の軌道上を周回移動している 2個の非静 止衛星 S l、 S 2に対するアンテナ装置の制御状態を示す。
第 2 6図に示すように、 通信用アンテナ 1 eは、 対象衛星 S 1と通信可能な状 態にあり、 一方、 パイロッ トアンテナ 1 f は、 他の新しい衛星 S 2からのパイロッ ト信号を受信して、 衛星 S 2の位置を捕捉し追尾している。
上記の状態で、 第 2 7図に示すように、 通信用アンテナ 1 eが衛星 S 1から衛 星 S 2へ通信を切り換えなければならなくなった場合、 通信用アンテナ 1 eのァ ンテナ面の向きを衛星 S 1から衛星 S 2に通信の切り換えを行う必要がある。 この時、 通信用アンテナ 1 eは、 上述したようなパイロッ トアンテナ 1 f にて 測定された衛星 S 2の位置推定データに基づいて、 衛星 S 2に対する方位角 X、 仰角 Y及び回転角 Zが調整され、 これによつて、 第 2 8図に示すように、 衛星 S 1から衛星 S 2への通信切り換えが行われる。
—方、 通信用アンテナ 1 eに対する衛星 S 1から衛星 S 2への通信切り替え後 のパイロッ トアンテナ 1 f は、 第 2 9図に示すように、 再び、 他の新しい非静止 衛星 S 3からのパイロッ ト信号を受信するために回転し読け、 衛星 S 3の捕捉を 行う。
第 3ひ図は、 本実施形態に係わるアンテナシステムの第 2の実施例を示す。 こ の第 2の実施例のアンテナシステムは、 上記した第 1実施例に、 第 1の腕木 3 c の軸線 0 1を中心に、 第 1のアンテナ 1 eと共に任意の回転方向 Z 1に指向性を 有するように第 3のアンテナ l gを第 3の回転機構 5 A eを介して回転調整可能 に支持する構成を追加したものである。
この場合、 第 1、 第 2のアンテナ 1 e、 1 f をそれぞれ通信用アンテナとして 用い、 第 3アンテナ 1 gをパイロッ トアンテナとして用いるようになつているも ので、 第 3アンテナ 1 gは第 1のアンテナ 1 eに対して互いに通信障害にならな いように独立して回動調整可能になっている。
すなわち、 第 3 0図に示す第 2実施例では、 上記した第 1実施例と同様にして、 第 1の通信用アンテナ 1 eは、 対象衛星 S 1との通信を行う一方、 パイロッ トァ ンテナ 1 gは、 新しい衛星 S 2の捕捉を行うようにしてなるもので、 第 2の通信 アンテナ I f は、 衛星 S 1から衛星 S 2への通信切り換え時に、 パイロッ トアン テナ 1 gによる衛星 S 2の測定データを基に、 衛星 S 2に対する方位角 X、 仰角 Y及び回転角 Zが調整され、 これによつて、 衛星 S 2への通信の切り換えが行わ れるようになっている。
このとき、 第 1の通信用アンテナ 1 eは、 対象衛星 S 1と衛星 S 2と切り換わ るまで、 通信し続けるようになつている。 第 2の通信用アンテナ 1 f への通信切 り換え後に、 第 2の通信用アンテナ 1 f とアンテナ面の向きを合わせて、 第 2の 通信用アンテナ 1 f と共に新しい衛星 S 2との通信を可能にする。 パイロッ トァ ンテナ 1 gは、 次の新しい衛星 S 3を捕捉するように回転し続ける。 第 3 1図は、 第 1 1の実施形態に係わるアンテナシステムの第 3実施例を示し ており、 第 1のアンテナ 1 eを通信用アンテナとして用い、 第 2及び第 3のアン テナ l f、 1 gをパイロットアンテナとして用いている。
すなわち、 第 3 1図に示す第 3実施例では、 上記した第 2実施例と同様に、 第 1の通信用アンテナ 1 eは、 対象衛星 S 1との通信を行う一方、 2基のパイロッ トアンテナ 1 f、 1 gは、 回転方向及び回転速度を等しくし、 新しい衛星 S 2の 捕捉をし、 それぞれ別に衛星 S 2からのパイロット信号を受信している。 該 2基 のパイロットアンテナ 1 f、 1 gを用いることで、 受信信号の強度の測定値に対 する測定誤差を軽減し得るようにしている。 これにより、 上記した第 1または第 2実施例のように、 1基のパイロットアンテナによる衛星の捕捉測定を行う場合 のものと比較して、 その推定誤差を軽減することができる。
第 1 1の実施の形態の第 4実施例として、 外観的には第 3 1図に示す第 3実施 例と同じで、 2基のパイロットアンテナ 1 f、 1 gの互いの回転方向を逆にする か、 または、 回転方向を同方向にして回転速度を可変する構成である。 これによ り、 それぞれ異なったアンテナの向きに対する受信パイロット信号の測定データ を得ることができる。 それゆえに、 推定アルゴリズムを変更していくなどの方法 で、 衛星の方向推定値の誤差を軽減できる。
各々のパイ口ットアンテナ 1 f、1 gの回転角度を、 例えば、 0 ° から 1 8 0 ° の範囲に限定し、 各々のパイロットアンテナ 1 f、 l gが 1 8 0 ° まで回転した 時点で、 1 8 0 ° 逆回転するように制御する。 また、 各々のパイロッ トアンテナ l f、 1 gの互いのアンテナ面が逆向きとなるように設置し、 これらのアンテナ 面が互いをバックアップし合いながら、 アンテナ面を 3 6 0 ° 方向に向くように 回転制御する。 以上のような構成により、 各々のパイロットアンテナ 1 ί、 1 g や、 それらの回転駆動軸 5 A c、 5 A d . 5 A eなどへの配線などの絡みを防止 することが可能になり、 これによつて、 アンテナの作動不良を確実に防止するこ とが可能になる。 第 3 2図は、 第 1 1の実施形態に係るアンテナシステムの第 5実施例を示し、 上記した第 3、 4実施例において、 第 2のアンテナ支持用の第 2の腕木 3 dの軸 線 0 2を中心に、 第 2のアンテナ 1 f と共に任意の回転方向 Zに指向性を有する ように第 4のアンテナ 1 hを第 4の回転機構 5 A f を介して回転調整可能に支持 してなる構成を有する。
この場合、 第 1及び第 2のアンテナ 1 e、 1 f をそれぞれ通信用アンテナとし て用い、 第 3及び第 4のアンテナ 1 g、 l hをパイロッ トアンテナとして用いる。 これら各々のアンテナ 1 e、 l f、 l g、 1 hは、 それぞれ独立して回転制御可 能になっている。
第 5実施例の構成によれば、 上記第 2〜 4実施例の構造を組み合わせることに より、 上記第 2〜 4実施例全ての動作が得られる。
以上の第 1 1の実施形態の説明から明らかなように、 アンテナを回転機構を介 してアンテナ支持用の第 1の腕木とアンテナ支持用の第 2の腕木とにそれぞれの 軸を中心に任意の回転方向 Zに指向性を有するように回転調整可能に支持し、 各 々のアンテナを通信用アンテナとパイ口ッ トアンテナとして用いてなるとともに、 ァンテナ支持用の第 1の腕木とアンテナ支持用の第 2の腕木とが、 方位角調整機 構上に支持された互いに共通な仰角調整機構を有することから、 各々のァンテナ 回転機構、 方位角調整機構及び仰角調整機構にて各々のアンテナを駆動させるこ とにより、. アンテナを受信点から異なる 2方向に存在する通信対象の衛星に同時 に向けることができ、 しかも、 各々のアンテナ同士が互いの通信障害となること がないために、 対象衛星を捕捉したパイロッ トアンテナと同一方向に通信用アン テナを容易にかつ速やかに行うことができ、 これによつて、 アンテナの方向制御 を簡便に行うことができる。
なお、 本発明は、 上記の各実施形態、 実施例に限定されず、 本発明の要旨を逸 脱しな t、範囲で種々変更実施可能なことは云うまでもない。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかるアンテナシステムは、 2つの衛星等の移動体と 同時に通信を行う際に、 2つのアンテナが互いに通信の際に障害物とならないァ ンテナとして、 また、 対象移動体を捕捉したパイロッ トアンテナと同一方向に通 信用アンテナを容易、 かつ、 速やかに方向制御を行うアンテナシステムに適して いる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 第 1のァンテナを第 1の軸線を中心に第 1の回転方向に回動可能に設ける第 1の回転機構と、
前記第 1の軸線と同一軸線上又は平行に延びる第 2の軸線を中心に第 2のアン テナを第 1の回転方向に回動可能に設ける第 2の回転機構と、
前記第 1、 第 2の軸線と異なった軸線となる第 3の軸線を中心に、 前記第 1、 第 2の回転機構を共通に第 2の回転方向に回動可能に支持する仰角調整機構と、 前記第 1、 第 3の軸線と異なった軸線となる第 4の軸線を中心に、 前記仰角調 整機構を第 3の回転方向に回動可能に支持する方位角調整機構と、 を備え、 前記第 4の軸線に平行で且つ第 3の軸線を含む平面によって仕切った第 1の領 域に前記第 1の回転機構を設け、 前記第 1の領域の反対側の第 2の領域に第 2の 回転機構を設けることを特徴とするアンテナシステム。
2. 前記第 1、 第 2の軸線を、 前記第 3の軸線に平行で且つ第 4の軸線を含む平 面に対して対称に設けることを特徴とする請求項 1に記載のアンテナシステム。
3. 前記第 3の軸線と第 4の軸線は交わり、 前記第 1、 第 2の軸線を交点に対し て対称に設けることを特徴とする請求項 1に記載のアンテナシステム。
4. 前記第 3の軸線と第 4の軸線が直交し、 第 1の軸線と第 2の軸線は、 第 3の 軸線と第 4の軸線が作る平面に直交することを特徴とする請求項 1に記載のァン テナシステム。
5. 前記第 1、 第 2の軸線が、 それぞれのアンテナの重心を貫くことを特徴とす る請求項 1に記載のアンテナシステム。
6. 前記第 1のアンテナは、 平面アンテナで構成し、 前記第 1の軸線が前記平面 アンテナを左右対称に貫くことを特徴とする請求項 1に記載のアンテナシステム。
7. 前記第 1の軸線を中心に第 1の回転方向に 1個又は複数個のアンテナを回動 可能に設ける第 3の回転機構を設けたことを特徴とする請求項 1に記載のアンテ ナシステム。
8. 前記第 1のアンテナは、 球状の電波レンズと電波を受ける一次放射器とを備 え、 前記一次放射器が、 第 1の回転機構の回動に同調して電波レンズの周囲を周 面方向に沿って回動することでアンテナの回動を実現することを特徴とする請求 項 1に記載のアンテナシステム。
9. 前記第 1のアンテナと第 1の回転機構を共用し、 かつ、 第 1のアンテナと異 なる方向を向く第 3のァンテナを備えたことを特徴とする請求項 1に記載のァン テナシステム。
1 0. 前記第 1のアンテナと前記第 3のアンテナは、 平面アンテナであって、 前 記第 1のアンテナと第 3のァンテナを背中合わせに一体化し、 両面をァンテナと することを特徴とする請求項 9に記載のァンテナシステム。
1 1. 前記第 1のアンテナは、 N個 （N≥3の自然数） の側面を平面アンテナと した角柱状の多面体ァンテナであることを特徴とする請求項 1に記載のァンテナ システム。
1 2. 前記第 1のアンテナの特性と第 3のアンテナの特性が異なることを特徴と する請求項 1 0に記載のアンテナシステム。
1 3. 前記 N個の平面アンテナには、 特性の異なる 2種類以上の平面アンテナか らなることを特徴とする請求項 1 1に記載のァンテナシステム。
1 4. 前記第 1のアンテナを通信用とし、 前記第 2のアンテナをパイロッ トアン テナとしたことを特徴とする請求項 1に記載のアンテナシステム。
1 5. 前記 3基のアンテナの内、 2基を衛星との通信用アンテナとして、 残りの 1基をパイロッ トアンテナとする請求項 7に記載のアンテナシステム。
1 6. 前記 3基のアンテナの内、 2基をパイロッ トアンテナとして、 残りの 1基 を衛星との通信用アンテナとする請求項 7に記載のアンテナシステム。
1 7. 前記 2基のパイロッ トアンテナの回転方法を、 アンテナ毎に変えたことを 特徴とする請求項 1 6に記載のアンテナシステム。
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