JP3288174B2 - 直線偏波面を制御することが可能なアレーアンテナおよびそれを備える衛星通信地球局 - Google Patents
直線偏波面を制御することが可能なアレーアンテナおよびそれを備える衛星通信地球局Info
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- JP3288174B2 JP3288174B2 JP10115694A JP10115694A JP3288174B2 JP 3288174 B2 JP3288174 B2 JP 3288174B2 JP 10115694 A JP10115694 A JP 10115694A JP 10115694 A JP10115694 A JP 10115694A JP 3288174 B2 JP3288174 B2 JP 3288174B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アレーアンテナに関
し、特に、直線偏波を用いた通信における偏波面制御が
可能なアレーアンテナに関するものである。
し、特に、直線偏波を用いた通信における偏波面制御が
可能なアレーアンテナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術における赤道上空の通信衛星と
の通信方法を図２および図３を用いて説明する。図２
は、放物面の主反射鏡を有するパラボラアンテナ２００
の外観図を示している。図２において、パラボラアンテ
ナ２００は、主反射鏡１９、電波を放射しまたは電波を
受信する給電ホーン２２、副反射鏡２０、および、副反
射鏡を固定するための支持部材２１を備える。図２にお
いては、主反射鏡１９に放物面、副反射鏡２０に双曲面
を用いている。図２に示すようなパラボラアンテナ２０
０を用いて赤道上空の通信衛星と通信を行う場合、使用
する電波の偏波面に合わせて給電ホーン２２を回転さ
せ、その偏波と直交する偏波の電波を受信する場合は、
このパラボラアンテナ２００の裏側に備える偏波切り替
え器により、受信可能な電波の偏波面を切り替えてい
る。従って、このようなパラボラアンテナを用いた場
合、受信可能な直線偏波の偏波面を給電ホーン２２の回
転と、偏波切り替え器によって偏波面を選択することに
より、外観上は形状が変化することなくあらゆる直線偏
波を受信することが可能である。
の通信方法を図２および図３を用いて説明する。図２
は、放物面の主反射鏡を有するパラボラアンテナ２００
の外観図を示している。図２において、パラボラアンテ
ナ２００は、主反射鏡１９、電波を放射しまたは電波を
受信する給電ホーン２２、副反射鏡２０、および、副反
射鏡を固定するための支持部材２１を備える。図２にお
いては、主反射鏡１９に放物面、副反射鏡２０に双曲面
を用いている。図２に示すようなパラボラアンテナ２０
０を用いて赤道上空の通信衛星と通信を行う場合、使用
する電波の偏波面に合わせて給電ホーン２２を回転さ
せ、その偏波と直交する偏波の電波を受信する場合は、
このパラボラアンテナ２００の裏側に備える偏波切り替
え器により、受信可能な電波の偏波面を切り替えてい
る。従って、このようなパラボラアンテナを用いた場
合、受信可能な直線偏波の偏波面を給電ホーン２２の回
転と、偏波切り替え器によって偏波面を選択することに
より、外観上は形状が変化することなくあらゆる直線偏
波を受信することが可能である。
【０００３】一方、図３は、方形のアンテナ面を持つ平
面アンテナが赤道上空の通信衛星と通信を行う場合の構
成図を示している。図３において、２は給電線路、５は
受信機もしくは送受信機、１４はアンテナ面、１５は赤
道上空の通信衛星、１６は、アンテナであり、赤道上空
の通信衛星１５に搭載され、地球上の地上局と通信を行
う。また、１７は直線偏波の電波の偏波面、１８は、１
７と異なる他の直線偏波の電波の偏波面を示す。地球上
の地球局が通信を行うことができる、赤道上の通信衛星
１５は複数存在し、それぞれの通信衛星との通信に用い
る電波の偏波面１７または１８は異なっている。また、
地球上に設置されている地球局は、単一の通信衛星１５
を用いたとしても、地球局の設置されている場所によっ
て、やはり、通信衛星１５の用いている電波の偏波面１
７または１８は少しずつずれてくる。従って、本形式の
平面アンテナを備えている地球上に設置されている地球
局が、赤道上の通信衛星と通信を行う場合、様々な偏波
面を有する電波を受信するために、そのアンテナ面１４
自体を偏波面１７または１８に合わせて回転させてい
る。
面アンテナが赤道上空の通信衛星と通信を行う場合の構
成図を示している。図３において、２は給電線路、５は
受信機もしくは送受信機、１４はアンテナ面、１５は赤
道上空の通信衛星、１６は、アンテナであり、赤道上空
の通信衛星１５に搭載され、地球上の地上局と通信を行
う。また、１７は直線偏波の電波の偏波面、１８は、１
７と異なる他の直線偏波の電波の偏波面を示す。地球上
の地球局が通信を行うことができる、赤道上の通信衛星
１５は複数存在し、それぞれの通信衛星との通信に用い
る電波の偏波面１７または１８は異なっている。また、
地球上に設置されている地球局は、単一の通信衛星１５
を用いたとしても、地球局の設置されている場所によっ
て、やはり、通信衛星１５の用いている電波の偏波面１
７または１８は少しずつずれてくる。従って、本形式の
平面アンテナを備えている地球上に設置されている地球
局が、赤道上の通信衛星と通信を行う場合、様々な偏波
面を有する電波を受信するために、そのアンテナ面１４
自体を偏波面１７または１８に合わせて回転させてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、赤道上空
の複数の通信衛星のそれぞれとの通信における直線偏波
の電波の偏波面がそれぞれ異なり、また、単一の通信衛
星を用いた場合でも、地球上の地球局の設置されている
場所により偏波面の角度がずれてくる。従って、図３に
示すような構成の平面アンテナを用いて赤道上空の通信
衛星と通信を行う場合、場所によりまたは通信を行う通
信衛星により、使用する直線偏波の電波の偏波面を合わ
せるために、アンテナ面を回転させるという方法が考え
られる。この場合には、アンテナ面が地面に対して斜め
に傾き、美観上の問題点がある。
の複数の通信衛星のそれぞれとの通信における直線偏波
の電波の偏波面がそれぞれ異なり、また、単一の通信衛
星を用いた場合でも、地球上の地球局の設置されている
場所により偏波面の角度がずれてくる。従って、図３に
示すような構成の平面アンテナを用いて赤道上空の通信
衛星と通信を行う場合、場所によりまたは通信を行う通
信衛星により、使用する直線偏波の電波の偏波面を合わ
せるために、アンテナ面を回転させるという方法が考え
られる。この場合には、アンテナ面が地面に対して斜め
に傾き、美観上の問題点がある。
【０００５】また、使用する直線偏波の電波の偏波面を
合わせる他の方法として、方形のアンテナ面を持つ平面
アンテナのアンテナ面が地面に並行になるように、異な
る偏波面を持つ数種類のアンテナを用意する方法が考え
られるが、多品種少量生産となりコストが増大する。
合わせる他の方法として、方形のアンテナ面を持つ平面
アンテナのアンテナ面が地面に並行になるように、異な
る偏波面を持つ数種類のアンテナを用意する方法が考え
られるが、多品種少量生産となりコストが増大する。
【０００６】本発明は、この問題点を解決するために、
アンテナ面を回転させることなく偏波面を回転すること
のできるアンテナを提供することを目的とする。
アンテナ面を回転させることなく偏波面を回転すること
のできるアンテナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、直線偏波を用いて通信を行ない、直線
偏波面を制御することが可能なアレーアンテナであっ
て、各々に、第１および第２の給電点を備える複数のア
ンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々の前記第
１および第２の給電点に給電をおこなう給電部と、前記
給電部による前記第１の給電点と第２の給電点とに給電
する電力の振幅比を制御する制御部とを有する。
めに、本発明は、直線偏波を用いて通信を行ない、直線
偏波面を制御することが可能なアレーアンテナであっ
て、各々に、第１および第２の給電点を備える複数のア
ンテナ素子と、前記複数のアンテナ素子の各々の前記第
１および第２の給電点に給電をおこなう給電部と、前記
給電部による前記第１の給電点と第２の給電点とに給電
する電力の振幅比を制御する制御部とを有する。
【０００８】また、直線偏波を用いて通信を行ない、複
数のアンテナ素子を備えるアレーアンテナを備え、直線
偏波面を制御することが可能な衛星通信地球局であっ
て、前記複数のアンテナ素子の各々の複数の給電点に各
々接続され、給電をおこなうための複数の給電線路と、
前記複数の給電線路に接続され、前記複数のアンテナ素
子の各々からの受信信号を検出する受信部と、前記複数
の給電線路により前記複数の給電点にそれぞれ給電する
電力の振幅比を制御する制御部とを有する。
数のアンテナ素子を備えるアレーアンテナを備え、直線
偏波面を制御することが可能な衛星通信地球局であっ
て、前記複数のアンテナ素子の各々の複数の給電点に各
々接続され、給電をおこなうための複数の給電線路と、
前記複数の給電線路に接続され、前記複数のアンテナ素
子の各々からの受信信号を検出する受信部と、前記複数
の給電線路により前記複数の給電点にそれぞれ給電する
電力の振幅比を制御する制御部とを有する。
【０００９】
【作用】本発明は、上記したように構成するが、このよ
うな場合の作用を図５、図６（ａ）および図６（ｂ）を
用いて以下に説明する。図５に、単一のアンテナの場合
の地球局の構成図を示す。図５において、２は給電線、
４は、可変電力分配器であり、給電線２に分配する電力
を変化させることができる。５は、受信機もしくは送受
信機であり、給電線２に接続され、アンテナ素子からの
受信信号を検出する。６は円形パッチアンテナ素子、７
は円形パッチアンテナの中心点、８１および８２は、円
形パッチアンテナ素子６に対する２つの給電点、９は、
受信機５から可変電力分配器への入力点、１０は可変電
力分配器の出力点、２３は、電力分配比を変えるための
制御線を示す。また、図６（ａ）および（ｂ）に、給電
振幅のベクトルの説明図を示す。図６（ａ）および
（ｂ）において、１１は、円形パッチアンテナ素子６の
給電点８２に給電される給電振幅ベクトル、１２は、円
形パッチアンテナ素子６の他の給電点８１に給電される
給電振幅ベクトル、１３は、パッチアンテナ素子６上に
２つの給電点８から給電される給電振幅の合成値ベクト
ルを示す。
うな場合の作用を図５、図６（ａ）および図６（ｂ）を
用いて以下に説明する。図５に、単一のアンテナの場合
の地球局の構成図を示す。図５において、２は給電線、
４は、可変電力分配器であり、給電線２に分配する電力
を変化させることができる。５は、受信機もしくは送受
信機であり、給電線２に接続され、アンテナ素子からの
受信信号を検出する。６は円形パッチアンテナ素子、７
は円形パッチアンテナの中心点、８１および８２は、円
形パッチアンテナ素子６に対する２つの給電点、９は、
受信機５から可変電力分配器への入力点、１０は可変電
力分配器の出力点、２３は、電力分配比を変えるための
制御線を示す。また、図６（ａ）および（ｂ）に、給電
振幅のベクトルの説明図を示す。図６（ａ）および
（ｂ）において、１１は、円形パッチアンテナ素子６の
給電点８２に給電される給電振幅ベクトル、１２は、円
形パッチアンテナ素子６の他の給電点８１に給電される
給電振幅ベクトル、１３は、パッチアンテナ素子６上に
２つの給電点８から給電される給電振幅の合成値ベクト
ルを示す。
【００１０】図５で示すように、円形パッチアンテナ素
子６に対する給電の給電点８１と８２とを円形パッチア
ンテア素子の中心点に対して互いに９０度の位置に設け
た場合、給電点８１と８２とからパッチアンテナ素子に
給電される給電振幅のベクトルは、図６（ａ）および
（ｂ）における１１と１２のベクトルで示されるように
直交する。従って、図５におけるパッチアンテナ素子６
に対して２つの給電点８１と８２とから供給される給電
振幅の合成値ベクトルは図６（ａ）および（ｂ）におけ
る合成値ベクトル１３で示されるようになる。
子６に対する給電の給電点８１と８２とを円形パッチア
ンテア素子の中心点に対して互いに９０度の位置に設け
た場合、給電点８１と８２とからパッチアンテナ素子に
給電される給電振幅のベクトルは、図６（ａ）および
（ｂ）における１１と１２のベクトルで示されるように
直交する。従って、図５におけるパッチアンテナ素子６
に対して２つの給電点８１と８２とから供給される給電
振幅の合成値ベクトルは図６（ａ）および（ｂ）におけ
る合成値ベクトル１３で示されるようになる。
【００１１】一方、直線偏波の電波の電界ベクトルの向
きが、図５におけるパッチアンテナ６上に励起される電
流成分と並行になれば完全に受信することが可能になる
ので、図６（ａ）および図６（ｂ）で示される給電振幅
の合成ベクトル１３を回転することができれば、あらゆ
る偏波面の電波を完全に受信することができる。
きが、図５におけるパッチアンテナ６上に励起される電
流成分と並行になれば完全に受信することが可能になる
ので、図６（ａ）および図６（ｂ）で示される給電振幅
の合成ベクトル１３を回転することができれば、あらゆ
る偏波面の電波を完全に受信することができる。
【００１２】図５に示す円形パッチアンテナ素子６の給
電点８１に対する給電電圧Ｖ1（もしくは給電電流の振
幅値と考えてもよい）と給電点８２に対する給電電圧Ｖ
2を以下の数１および数２で示すようにする。
電点８１に対する給電電圧Ｖ1（もしくは給電電流の振
幅値と考えてもよい）と給電点８２に対する給電電圧Ｖ
2を以下の数１および数２で示すようにする。
【００１３】
【数１】Ｖ1＝Ｖｃｏｓφ ・・・（１）
【００１４】
【数２】Ｖ2＝Ｖｓｉｎφ ・・・（２） ここで、Ｖは、図５における送受信機５からの出力電圧
であって、合成値ベクトル１３の絶対値に等しくなる。
φは、図５におけるパッチアンテナ素子上で励起される
電流の向きを表す。
であって、合成値ベクトル１３の絶対値に等しくなる。
φは、図５におけるパッチアンテナ素子上で励起される
電流の向きを表す。
【００１５】上記数１および数２の大きさで、図５で示
す円形パッチアンテナ６の２つの給電点８１および８２
にそれぞれ給電を行う。このとき、Ｖ1とＶ2との電圧比
を変えることにより、図６（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、アンテナ面に励起される給電電流の向きφを変え
ることができる。数１および数２からφをＶ1とＶ2で表
すと数３に示すようになる。
す円形パッチアンテナ６の２つの給電点８１および８２
にそれぞれ給電を行う。このとき、Ｖ1とＶ2との電圧比
を変えることにより、図６（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、アンテナ面に励起される給電電流の向きφを変え
ることができる。数１および数２からφをＶ1とＶ2で表
すと数３に示すようになる。
【００１６】
【数３】
【００１７】例えば、図６（ａ）に示すように、Ｖ1と
Ｖ2との電圧を等しくすればφを４５度に制御すること
ができる。また、図６（ｂ）に示すように、Ｖ1とＶ2と
の電圧比を変えればφを変えることができる。さらに、
Ｖ1とＶ2とのマイナス方向の電圧を考慮すれば、アンテ
ナ面に励起される給電電流の向きφは、３６０度回転さ
せることが可能となる。この場合、合成値ベクトル１３
の振幅値は一定で、あらゆる偏波面を持つ直線偏波の受
信が可能となる。すなわち、給電点８１と給電点８２と
に給電する給電電力の比を制御部により制御することに
より、直線偏波面を制御することが可能となる。制御部
による制御についての指示を外部から受け付ける指示部
をさらに有する場合には、外部から直線偏波面を制御す
ることができる。例えば、給電部として可変電力分配器
を備える場合には、指示部は可変電力分配器における分
配比を指示することができる。
Ｖ2との電圧を等しくすればφを４５度に制御すること
ができる。また、図６（ｂ）に示すように、Ｖ1とＶ2と
の電圧比を変えればφを変えることができる。さらに、
Ｖ1とＶ2とのマイナス方向の電圧を考慮すれば、アンテ
ナ面に励起される給電電流の向きφは、３６０度回転さ
せることが可能となる。この場合、合成値ベクトル１３
の振幅値は一定で、あらゆる偏波面を持つ直線偏波の受
信が可能となる。すなわち、給電点８１と給電点８２と
に給電する給電電力の比を制御部により制御することに
より、直線偏波面を制御することが可能となる。制御部
による制御についての指示を外部から受け付ける指示部
をさらに有する場合には、外部から直線偏波面を制御す
ることができる。例えば、給電部として可変電力分配器
を備える場合には、指示部は可変電力分配器における分
配比を指示することができる。
【００１８】また、複数のアンテナ素子の各々の給電点
８１に対する給電電圧Ｖ1はすべて等しくし、複数のア
ンテナ素子の各々の給電点８２に対する給電電圧Ｖ2は
すべて等しくすることで、指向特性のメインビームを鋭
くすることができる。この場合、電圧を制御するのに、
可変電力分配器では、分配する電力を変化させてもよい
し、位相をずらすことにより電力を変化させてもよい。
８１に対する給電電圧Ｖ1はすべて等しくし、複数のア
ンテナ素子の各々の給電点８２に対する給電電圧Ｖ2は
すべて等しくすることで、指向特性のメインビームを鋭
くすることができる。この場合、電圧を制御するのに、
可変電力分配器では、分配する電力を変化させてもよい
し、位相をずらすことにより電力を変化させてもよい。
【００１９】また、図５に示すように、給電点８１と、
給電点８２との位置は、円形のパッチアンテナ素子の中
心点７と給電点８１とを結ぶ線と、中心点７と給電点８
２とを結ぶ線とが直交する位置とすることにより、図６
に示すように、給電振幅のベクトルが直交するような関
係になるので制御がしやすくなる。
給電点８２との位置は、円形のパッチアンテナ素子の中
心点７と給電点８１とを結ぶ線と、中心点７と給電点８
２とを結ぶ線とが直交する位置とすることにより、図６
に示すように、給電振幅のベクトルが直交するような関
係になるので制御がしやすくなる。
【００２０】さらに、円形のパッチアンテナ素子の中心
点７と給電点８１とを結ぶ線と、中心点７と給電点８２
とを結ぶ線とが直交する位置以外に、給電点８１と給電
点８２との位置を決定しておいてもよい。例えば、図９
および図１０に示すように、円形のパッチアンテナ素子
の中心点７と給電点８１とを結ぶ線と、中心点７と給電
点８２とを結ぶ線とがなす角度をθとしたときに、合成
値ベクトルＶとφとを、円形パッチアンテナ素子６の給
電点８１に対する給電電圧Ｖ1（もしくは給電電流の振
幅値と考えてもよい）と給電点８２に対する給電電圧Ｖ
2とで表すと数４に示すように表せる。
点７と給電点８１とを結ぶ線と、中心点７と給電点８２
とを結ぶ線とが直交する位置以外に、給電点８１と給電
点８２との位置を決定しておいてもよい。例えば、図９
および図１０に示すように、円形のパッチアンテナ素子
の中心点７と給電点８１とを結ぶ線と、中心点７と給電
点８２とを結ぶ線とがなす角度をθとしたときに、合成
値ベクトルＶとφとを、円形パッチアンテナ素子６の給
電点８１に対する給電電圧Ｖ1（もしくは給電電流の振
幅値と考えてもよい）と給電点８２に対する給電電圧Ｖ
2とで表すと数４に示すように表せる。
【００２１】
【数４】
【００２２】このように、給電点の位置を、角度θをな
すように配置した場合にも、Ｖ1とＶ2との電圧比を変え
ることにより偏波面に合わせる合成値ベクトルの向きを
回転させることができる。
すように配置した場合にも、Ｖ1とＶ2との電圧比を変え
ることにより偏波面に合わせる合成値ベクトルの向きを
回転させることができる。
【００２３】また、上記した例では、給電点を２点とし
ているが、給電点を２点より多くとってもよい。例え
ば、給電点を３点とした場合の構成を図１１に示す。こ
の場合においても、入力する電圧ベクトルをＶ1、Ｖ2、
Ｖ3として合成値ベクトルＶの向きφを偏波面に合わせ
るように調整して電力分配を行なえばよい。
ているが、給電点を２点より多くとってもよい。例え
ば、給電点を３点とした場合の構成を図１１に示す。こ
の場合においても、入力する電圧ベクトルをＶ1、Ｖ2、
Ｖ3として合成値ベクトルＶの向きφを偏波面に合わせ
るように調整して電力分配を行なえばよい。
【００２４】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【００２５】図１に、第１の実施例におけるアレーアン
テナの構成図を示す。第１の実施例においては、各アン
テナ素子に設けられた２つの給電点から給電する電力比
を制御するために、アンテナ素子のそれぞれに等電力で
給電を行なう等電力分配回路を２つ設け、さらに、この
２つの等電力分配回路に対して電力を分配し、分配比を
変化させることができる可変電力分配器を設ける。
テナの構成図を示す。第１の実施例においては、各アン
テナ素子に設けられた２つの給電点から給電する電力比
を制御するために、アンテナ素子のそれぞれに等電力で
給電を行なう等電力分配回路を２つ設け、さらに、この
２つの等電力分配回路に対して電力を分配し、分配比を
変化させることができる可変電力分配器を設ける。
【００２６】図１において、１は、アンテナ素子であ
り、例えばパッチアンテナやヘリカルアンテナを利用す
ることができる。２は、給電線路、３は、等電力分配回
路であり、アンテナ素子のそれぞれに等電力で給電を行
なう。４は、可変電力分配器であり、等電力分配回路に
対して電力を分配し、分配比を変化させることができ
る。この分配比は、制御線２３を介して指示部２３０か
ら指示される。指示部２３０では、電力分配比を変える
ための指示を受け付けることができる。５は、受信機で
あり、複数のアンテナ素子の各々からの受信信号を検出
する。受信機５は、さらに送信部を備えた送受信機でも
よい。
り、例えばパッチアンテナやヘリカルアンテナを利用す
ることができる。２は、給電線路、３は、等電力分配回
路であり、アンテナ素子のそれぞれに等電力で給電を行
なう。４は、可変電力分配器であり、等電力分配回路に
対して電力を分配し、分配比を変化させることができ
る。この分配比は、制御線２３を介して指示部２３０か
ら指示される。指示部２３０では、電力分配比を変える
ための指示を受け付けることができる。５は、受信機で
あり、複数のアンテナ素子の各々からの受信信号を検出
する。受信機５は、さらに送信部を備えた送受信機でも
よい。
【００２７】図１において、アンテナ素子１は図５に示
すように２つの給電点を持ち、それぞれの給電点に、上
述した数１および数２で示すＶ1とＶ2との給電振幅で給
電線２を介して給電する。そのため、図１における可変
電力分配器４は、受信機５からの給電電力をＶ1とＶ2と
に分割する。分配する電力比は、指示部２３０より制御
線２３を介して指示される。分割されたそれぞれの給電
振幅を持つ給電電力は、それぞれ等電力分配回路３には
いり、アンテナ素子１の数だけ分配されて、それぞれの
等電力分配回路３からの出力を一対として、同相でアン
テナ素子１に給電される。
すように２つの給電点を持ち、それぞれの給電点に、上
述した数１および数２で示すＶ1とＶ2との給電振幅で給
電線２を介して給電する。そのため、図１における可変
電力分配器４は、受信機５からの給電電力をＶ1とＶ2と
に分割する。分配する電力比は、指示部２３０より制御
線２３を介して指示される。分割されたそれぞれの給電
振幅を持つ給電電力は、それぞれ等電力分配回路３には
いり、アンテナ素子１の数だけ分配されて、それぞれの
等電力分配回路３からの出力を一対として、同相でアン
テナ素子１に給電される。
【００２８】つぎに、可変電力分配器の構成について説
明する。可変電力分配器としては、ウィルキンソン型な
どのＹ型電力分配器や、ハイブリッド回路（３ｄＢ方向
性結合器）などを利用すればよい。ハイブリッド回路と
しては、ブランチライン型、１／４波長分布結合型、ラ
ットレース型、位相反転型などがある。これらは、分配
する電圧比をそれぞれ設定できるようになっているので
給電線路内での損失を考慮して設定する。可変電力分配
器は、異なる電圧比で分配する複数の固定の電力分配器
とこれらのうち一つの固定電力分配器を選択するスイッ
チとを備えておき、選択指示を指示部２３０から設定
し、これらのうち一つの固定電力分配器をスイッチによ
り選択するようにしてもよい。
明する。可変電力分配器としては、ウィルキンソン型な
どのＹ型電力分配器や、ハイブリッド回路（３ｄＢ方向
性結合器）などを利用すればよい。ハイブリッド回路と
しては、ブランチライン型、１／４波長分布結合型、ラ
ットレース型、位相反転型などがある。これらは、分配
する電圧比をそれぞれ設定できるようになっているので
給電線路内での損失を考慮して設定する。可変電力分配
器は、異なる電圧比で分配する複数の固定の電力分配器
とこれらのうち一つの固定電力分配器を選択するスイッ
チとを備えておき、選択指示を指示部２３０から設定
し、これらのうち一つの固定電力分配器をスイッチによ
り選択するようにしてもよい。
【００２９】また、図７および図８に他の可変電力分配
器の構成例を示す。図７および図８において、２４、２
５および２６の各々は、信号線であり、ストリップライ
ン等の平面回路で構成されており、信号線２４は信号入
力線であり、信号線２５および２６は信号出力線であ
る。２７は、容量を変化させることができるバリキャッ
プやバラクタダイオードなどの可変容量素子である。２
８は、サーキュレータ、２９はハイブリッド回路、３０
は終端器をそれぞれ示している。図７および図８におい
ては、指示部２３０から可変容量素子２７に容量の大き
さの指示を与え、信号入力線２４からの電力の反射量を
変えて信号出力線２５に出力する電力量を変えている。
器の構成例を示す。図７および図８において、２４、２
５および２６の各々は、信号線であり、ストリップライ
ン等の平面回路で構成されており、信号線２４は信号入
力線であり、信号線２５および２６は信号出力線であ
る。２７は、容量を変化させることができるバリキャッ
プやバラクタダイオードなどの可変容量素子である。２
８は、サーキュレータ、２９はハイブリッド回路、３０
は終端器をそれぞれ示している。図７および図８におい
ては、指示部２３０から可変容量素子２７に容量の大き
さの指示を与え、信号入力線２４からの電力の反射量を
変えて信号出力線２５に出力する電力量を変えている。
【００３０】このように構成することにより、電力分配
比を変えるための指示部２３０を用いて可変電力分配器
４の電力分配比を変化させることにより、アンテナ面を
回転させることなく任意の偏波面を持つ電波の受信また
は送受信が可能となる。このようなアレーアンテナを衛
星通信地球局で備えることにより、直線偏波面を制御す
ることが可能となる。
比を変えるための指示部２３０を用いて可変電力分配器
４の電力分配比を変化させることにより、アンテナ面を
回転させることなく任意の偏波面を持つ電波の受信また
は送受信が可能となる。このようなアレーアンテナを衛
星通信地球局で備えることにより、直線偏波面を制御す
ることが可能となる。
【００３１】つぎに、第２の実施例を説明する。第１の
実施例では、可変電力分配器４を一つだけ用いた場合の
構成を示したが、第２の実施例においては、可変電力分
配器を複数備える場合の構成のアレーアンテナについて
図４を参照して説明する。
実施例では、可変電力分配器４を一つだけ用いた場合の
構成を示したが、第２の実施例においては、可変電力分
配器を複数備える場合の構成のアレーアンテナについて
図４を参照して説明する。
【００３２】本実施例においては、図４に示すように、
可変電力分配器４をアンテナ素子１の数だけ用意し、各
々の可変電力分配器４から対応するアンテナ素子の２つ
の給電点に給電線２を介して給電を行なう。各可変電力
分配器４は、直列または並列に電力分配比を変えるため
に、制御線２３を介して指示部２３０に接続されてお
り、分配比は、制御線２３を介して指示部２３０から指
示される。指示部２３０では、電力分配比を変えるため
の指示を受け付けることができる。また、等分配回路部
３は、受信機５からの給電電力をアンテナ素子１の数だ
け等分配し、各可変電力分配器４に電力を分配する。
可変電力分配器４をアンテナ素子１の数だけ用意し、各
々の可変電力分配器４から対応するアンテナ素子の２つ
の給電点に給電線２を介して給電を行なう。各可変電力
分配器４は、直列または並列に電力分配比を変えるため
に、制御線２３を介して指示部２３０に接続されてお
り、分配比は、制御線２３を介して指示部２３０から指
示される。指示部２３０では、電力分配比を変えるため
の指示を受け付けることができる。また、等分配回路部
３は、受信機５からの給電電力をアンテナ素子１の数だ
け等分配し、各可変電力分配器４に電力を分配する。
【００３３】このような構成とすることにより、電力分
配比を変えるための指示部２３０を用いて可変電力分配
器４の電力分配比を変化させ、それぞれの分配比で分配
された給電電力がアンテナ素子１に２つの給電線２で給
電されることにより、所望の偏波面を有する電波を受信
することが可能となる。また、本実施例における構成に
よれば、第１の実施例の可変電力分配器４に比べて、小
電力用の電力分配器を用いることが可能となる。
配比を変えるための指示部２３０を用いて可変電力分配
器４の電力分配比を変化させ、それぞれの分配比で分配
された給電電力がアンテナ素子１に２つの給電線２で給
電されることにより、所望の偏波面を有する電波を受信
することが可能となる。また、本実施例における構成に
よれば、第１の実施例の可変電力分配器４に比べて、小
電力用の電力分配器を用いることが可能となる。
【００３４】また、上述した第１および第２の実施例で
は、アンテナ素子として円形パッチアンテナ素子を例と
しているが、方形のアンテナ素子などの、２つの給電点
を備えることができればどのようなアンテナ素子を用い
てもよい。
は、アンテナ素子として円形パッチアンテナ素子を例と
しているが、方形のアンテナ素子などの、２つの給電点
を備えることができればどのようなアンテナ素子を用い
てもよい。
【００３５】上述した第１および第２の実施例によれ
ば、アンテナ面を回転させることなく、任意の偏波面を
持つ直線偏波の電波を受信、または、送受信することが
可能となり、偏波面ごとにアンテナ面を製造する必要が
無くなり、大量生産によってコストの削減につながる。
また、アンテナ面を回転させる必要が無くなり、方形の
アンテナ面を持つ地球局の場合は、美観の向上になる。
ば、アンテナ面を回転させることなく、任意の偏波面を
持つ直線偏波の電波を受信、または、送受信することが
可能となり、偏波面ごとにアンテナ面を製造する必要が
無くなり、大量生産によってコストの削減につながる。
また、アンテナ面を回転させる必要が無くなり、方形の
アンテナ面を持つ地球局の場合は、美観の向上になる。
【００３６】
【発明の効果】任意の偏波面を持つ直線偏波の電波を受
信することが可能となり、アンテナ面を回転させる必要
が無くなり、そのための機構部分をなくすことができ
る。また、提供するアンテナの種類を減らすことがで
き、大幅なコストダウンが可能となる。
信することが可能となり、アンテナ面を回転させる必要
が無くなり、そのための機構部分をなくすことができ
る。また、提供するアンテナの種類を減らすことがで
き、大幅なコストダウンが可能となる。
【図１】第１の実施例における平面アレーアンテナを備
えた地球局の構成図。
えた地球局の構成図。
【図２】従来、通信衛星と通信を行うために用いられて
いる放物面の主反射鏡を有するパラボラアンテナの外観
図。
いる放物面の主反射鏡を有するパラボラアンテナの外観
図。
【図３】従来、方形の平面アンテナを用いて通信衛星と
通信を行う場合の構成図。
通信を行う場合の構成図。
【図４】第２の実施例における平面アレーアンテナを備
えた地球局の構成図。
えた地球局の構成図。
【図５】本発明における単一のアンテナの場合の地球局
の構成図。
の構成図。
【図６】本発明における給電振幅のベクトルの説明図。
【図７】実施例における可変電力分配器の構成図。
【図８】実施例における可変電力分配器の他の構成図。
【図９】本発明における単一のアンテナの場合の地球局
の他の構成図。
の他の構成図。
【図１０】本発明における給電振幅のベクトルの説明
図。
図。
【図１１】本発明における単一のアンテナの場合の地球
局の他の構成図。
局の他の構成図。
１…アンテナ素子、２…給電線、３…等電力分配回路、
４…可変電力分配回路、５…受信機または送受信機、６
…円形パッチアンテナ素子、７…円形パッチアンテナ素
子の中心点、８１および８２…円形パッチアンテナ素子
の給電点、９…可変電力分配器の入力点、１０…可変電
力分配器の出力点、１１…可変電力分配器からの出力電
圧または出力電流が給電点８２に給電されたときのベク
トル、１２…可変電力分配器からの出力電圧または出力
電流が給電点８１に給電されたときのベクトル、１３…
アンテナ素子に給電された２つの給電電力の合成ベクト
ル、１４…平面アンテナのアンテナ面、１５…赤道上空
の通信衛星、１６…赤道上空の通信衛星に搭載されてい
る地球局との通信で用いられるアンテナ、１７…通信衛
星と地球局との通信で用いられている直線偏波の電波の
偏波面、１８…通信衛星と地球局との通信で用いられて
いる直線偏波の電波の１７とは異なる偏波面、１９…放
物面を有する主反射鏡、２０…給電ホーンからの電波を
主反射鏡に反射するための副反射鏡、２１…副反射鏡２
０を支持するための支持部材、２２…給電ホーン、２３
…可変電力分配器の電力分配比を変えるための制御線、
２４…信号入力線、２５…信号出力線、２６…信号出力
線、２７…キャパシタンスを変化させることの可能な素
子、２８…サーキュレータ、２９…ハイブリッド、３０
…終端器。
４…可変電力分配回路、５…受信機または送受信機、６
…円形パッチアンテナ素子、７…円形パッチアンテナ素
子の中心点、８１および８２…円形パッチアンテナ素子
の給電点、９…可変電力分配器の入力点、１０…可変電
力分配器の出力点、１１…可変電力分配器からの出力電
圧または出力電流が給電点８２に給電されたときのベク
トル、１２…可変電力分配器からの出力電圧または出力
電流が給電点８１に給電されたときのベクトル、１３…
アンテナ素子に給電された２つの給電電力の合成ベクト
ル、１４…平面アンテナのアンテナ面、１５…赤道上空
の通信衛星、１６…赤道上空の通信衛星に搭載されてい
る地球局との通信で用いられるアンテナ、１７…通信衛
星と地球局との通信で用いられている直線偏波の電波の
偏波面、１８…通信衛星と地球局との通信で用いられて
いる直線偏波の電波の１７とは異なる偏波面、１９…放
物面を有する主反射鏡、２０…給電ホーンからの電波を
主反射鏡に反射するための副反射鏡、２１…副反射鏡２
０を支持するための支持部材、２２…給電ホーン、２３
…可変電力分配器の電力分配比を変えるための制御線、
２４…信号入力線、２５…信号出力線、２６…信号出力
線、２７…キャパシタンスを変化させることの可能な素
子、２８…サーキュレータ、２９…ハイブリッド、３０
…終端器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−274004（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−1102（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−279604（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−249777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−188104（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01Q 13/08 H01Q 21/00 - 21/30
Claims (6)
- 【請求項１】直線偏波を用いて通信を行い、直線偏波面
を制御することが可能なアレーアンテナにおいて、 各々に、第１および第２の給電点を備える複数のアンテ
ナ素子と、 前記複数のアンテナ素子の各々の前記第１および第２の
給電点に給電を行う給電部と、 前記給電部による前記第１の給電点と第２の給電点とに
給電する電力の振幅比を制御する制御部と、 前記制御部による制御についての指示を外部から受け付
ける指示部と、を有し、 前記給電部は、 前記複数のアンテナ素子の各々の前記第１の給電点に等
電力で給電を行なう第１の等電力分配回路と、 前記複数のアンテナ素子の各々の前記第２の給電点に等
電力で給電を行なう第２の等電力分配回路と、 前記第１および第２の等電力分配回路に対して前記制御
部による前記電力の振幅比に従って電力を分配する可変
電力分配器と、を備えることを特徴とするアレーアンテ
ナ。 - 【請求項２】直線偏波を用いて通信を行い、直線偏波面
を制御することが可能なアレーアンテナにおいて、 各々に、第１および第２の給電点を備える複数のアンテ
ナ素子と、 前記複数のアンテナ素子の各々の前記第１および第２の
給電点に給電を行う給電部と、 前記給電部による前記第１の給電点と第２の給電点とに
給電する電力の振幅比を制御する制御部と、 前記制御部による制御についての指示を外部から受け付
ける指示部と、を有し、 前記給電部は、 前記複数のアンテナ素子の各々に対応して設けられ、各
々のアンテナ素子の前記第１の給電点と第２の給電点と
に前記制御部による前記電力の振幅比に従って電力を分
配する可変電力分配器と、 前記複数のアンテナ素子の各々に対応して設けられる前
記可変電力分配器の各々に対して等電力で給電を行なう
等電力分配回路と、を備えることを特徴とするアレーア
ンテナ。 - 【請求項３】請求項１および２のいずれか一項に記載の
アレーアンテナにおいて、 前記給電部は、前記複数のアンテナ素子の各々の前記第
１の給電点に対して同相で給電し、また、前記複数のア
ンテナ素子の各々の前記第２の給電点に対して同相で給
電することを特徴とする直線偏波面を制御することが可
能なアレーアンテナ。 - 【請求項４】請求項１および２のいずれか一項に記載の
アレーアンテナにおいて、 前記複数のアンテナ素子の各々は、円形のパッチアンテ
ナ素子で構成され、前記第1および第２の給電点は、前
記円形のパッチアンテナ素子のあらかじめ定められた位
置の給電点であることを特徴とする直線偏波面を任意の
角度に制御することが可能なアレーアンテナ。 - 【請求項５】請求項４において、 前記第１および第２の給電点の前記あらかじめ定めた位
置として、前記円形のパッチアンテナ素子の中心点と前
記第１の給電点とを結ぶ線と、前記円形のパッチアンテ
ナ素子の中心点と前記第２の給電点とを結ぶ線とが直交
する位置とすることを特徴とする直線偏波面を任意の角
度に制御することが可能なアレーアンテナ。 - 【請求項６】請求項１および２のいずれか一項に記載の
アレーアンテナを備え、直線偏波面を制御することが可
能な衛星通信地球局であって、 前記複数のアンテナ素子の各々の複数の給電点に各々接
続され、給電をおこなうための複数の給電線路と、 前記複数の給電線路に接続され、前記複数のアンテナ素
子の各々からの受信信号を検出する受信部と、 前記複数の給電線路により前記複数の給電点にそれぞれ
給電する電力の振幅比を制御する制御部と、を有するこ
とを特徴とする衛星通信地球局。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10115694A JP3288174B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 直線偏波面を制御することが可能なアレーアンテナおよびそれを備える衛星通信地球局 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10115694A JP3288174B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 直線偏波面を制御することが可能なアレーアンテナおよびそれを備える衛星通信地球局 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07307618A JPH07307618A (ja) | 1995-11-21 |
| JP3288174B2 true JP3288174B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=14293190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10115694A Expired - Fee Related JP3288174B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | 直線偏波面を制御することが可能なアレーアンテナおよびそれを備える衛星通信地球局 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3288174B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004056204A (ja) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Alps Electric Co Ltd | パッチアンテナ |
| US8280283B2 (en) | 2008-10-01 | 2012-10-02 | Ricoh Company, Limited | Heat transmission member included image forming apparatus |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100859557B1 (ko) * | 2005-12-26 | 2008-09-23 | 주식회사 케이엠더블유 | 알에프 중계기 |
| US10693227B2 (en) | 2015-10-14 | 2020-06-23 | Nec Corporation | Patch array antenna, directivity control method therefor and wireless device using patch array antenna |
| JP7329564B2 (ja) * | 2021-07-07 | 2023-08-18 | アンリツ株式会社 | 無線端末のアンテナ指向特性の測定システムおよび測定方法 |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP10115694A patent/JP3288174B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004056204A (ja) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Alps Electric Co Ltd | パッチアンテナ |
| US8280283B2 (en) | 2008-10-01 | 2012-10-02 | Ricoh Company, Limited | Heat transmission member included image forming apparatus |
| US8824940B2 (en) | 2008-10-01 | 2014-09-02 | Ricoh Company, Limited | Image forming apparatus including heat transmission member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07307618A (ja) | 1995-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |