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JPH0640633B2 - Interference removal antenna device - Google Patents
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JPH0640633B2 - Interference removal antenna device - Google Patents

Interference removal antenna device

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Publication number
JPH0640633B2
JPH0640633B2 JP60250927A JP25092785A JPH0640633B2 JP H0640633 B2 JPH0640633 B2 JP H0640633B2 JP 60250927 A JP60250927 A JP 60250927A JP 25092785 A JP25092785 A JP 25092785A JP H0640633 B2 JPH0640633 B2 JP H0640633B2
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JP
Japan
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antenna
angle
elevation angle
phase shifter
phase shift
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正幸 安永
好男 唐沢
孝泰 塩川
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国際電信電話株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は、海面等からの反射波に起因するフェージング
を伴う見通し内無線通信システムに適用して有効なアン
テナ装置に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an antenna device that is effective when applied to a line-of-sight wireless communication system with fading caused by reflected waves from the sea surface or the like.

(従来技術とその問題点) 一般に、電波の伝播経路に海面を含む見通し内無線通信
システムにおいては、フェージングによる通信品質の劣
化を防ぐため、海面からの反射波の影響をできるだけ軽
減することが望ましい。この影響軽減のために、アンテ
ナの指向性を整形し、反射波の到来方向に対する利得を
低くする構成や、複数のアンテナを用いて空間ダイバー
シチを行う構成の如き対策が従来とられてきた。
(Prior art and its problems) Generally, in a line-of-sight wireless communication system in which the propagation path of radio waves includes the sea surface, it is desirable to reduce the influence of reflected waves from the sea surface as much as possible in order to prevent deterioration of communication quality due to fading. . In order to reduce this effect, measures such as a configuration in which the directivity of the antenna is shaped to reduce the gain in the direction of arrival of the reflected wave and a configuration in which space diversity is performed using a plurality of antennas have been conventionally taken.

一方、近年見通し内無線通信システムの一形態として、
通信衛星を利用した海上を航行する船舶を相手とする通
信、いわゆる海事衛星が実用に供されたし、さらに、航
空機を相手とする航空衛星通信の実用化も検討されてい
る。これらを総称して移動衛星通信と呼んでいるが、移
動体に搭載されるアンテナは、その設置スペースの問題
から小型化せざるを得ない。しかし、小型アンテナの指
向性は一般的にブロードであり、また低利得である。従
って、移動体から通信衛星をみる仰角が低くなれば、ア
ンテナの主ビームで受信する海面反射波の割合が多くな
り、その影響は大きなフェージングとなって現れ通信品
質を劣化させる。実際に、移動衛星通信のサービスエリ
アは仰角5゜以上の範囲であり、仰角5゜近傍のフェー
ジングは大きい。
On the other hand, as one type of line-of-sight wireless communication system in recent years,
The so-called maritime satellite, which is a communication for ships traveling on the sea using communication satellites, has been put to practical use, and the practical application of aeronautical satellite communication for aircrafts is also under consideration. These are collectively referred to as mobile satellite communications, but the antenna mounted on the mobile body must be miniaturized due to the installation space problem. However, the directivity of a small antenna is generally broad and has a low gain. Therefore, if the elevation angle of the communication satellite viewed from the mobile object becomes low, the proportion of the sea surface reflected wave received by the main beam of the antenna increases, and the effect thereof becomes large fading, which deteriorates the communication quality. Actually, the service area of mobile satellite communication is in the range of elevation angle of 5 ° or more, and fading in the vicinity of elevation angle of 5 ° is large.

そのため、移動衛星通信にも前述の如き従来のフェージ
ング軽減対策を施すことが考えられる。
Therefore, it is conceivable to apply the conventional fading mitigation measures described above to mobile satellite communication.

しかしながら、前述のようにアンテナの指向性を整形す
る構成では、給電系が複雑になったりアンテナの大型化
を招き、得策ではない。また、空間ダイバーシチでは、
複数個のアンテナを必要とすることや、送信信号に対し
てはフェージング軽減効果が期待できない等の欠点があ
る。
However, the configuration in which the directivity of the antenna is shaped as described above is not a good idea because it complicates the power feeding system and increases the size of the antenna. Also, in space diversity,
There are drawbacks such as the need for a plurality of antennas and the effect of reducing fading cannot be expected for a transmission signal.

従って、移動衛星通信の場合には、できるだけ簡便で、
反射波の影響の抑圧効果が大きく、かつ設置スペースの
小さな方式が望ましいことになる。
Therefore, in the case of mobile satellite communication,
A method that has a large effect of suppressing the influence of reflected waves and has a small installation space is desirable.

このような観点から、近年、海面反射波が特有の偏波特
性を示すことに着目し、アンテナの偏波特性を制御して
フェージングを軽減する方法(以下「偏波制御法」とい
う)が提案された。
From such a viewpoint, in recent years, attention has been paid to the fact that reflected waves of the sea surface show unique polarization characteristics, and a method of controlling the polarization characteristics of the antenna to reduce fading (hereinafter referred to as “polarization control method”). Was proposed.

この方法でいう海面反射波の特有の偏波特性とは、次の
ようなものである。いま、通信衛星から発射される電波
が円偏波であるとする。この電波が海面で反射する際の
反射係数を考えると、電波の水平成分については、海面
への入射角にかかわらずほぼ1であるが、垂直成分につ
いては、入射角が小さくなるほど反射係数が小さくな
る。すなわち、反射波の水平成分には変化はないが、垂
直成分は入射角によって減衰をうけることになるので、
海面反射波は長軸を水平方向とし、海面への入射角で定
まる軸比を有する楕円偏波としてアンテナに到来するこ
ととなる。さらに、海面反射波は、通信衛星から直接受
信する電波に対して逆旋の偏波となる特徴を有する。
The polarization characteristics peculiar to the sea surface reflected wave in this method are as follows. Now, it is assumed that the radio waves emitted from the communication satellite are circularly polarized waves. Considering the reflection coefficient when this radio wave is reflected on the sea surface, the horizontal component of the radio wave is almost 1 regardless of the incident angle to the sea surface, but the vertical component has a smaller reflection coefficient as the incident angle becomes smaller. Become. That is, the horizontal component of the reflected wave does not change, but the vertical component is attenuated by the incident angle, so
The reflected wave on the sea surface arrives at the antenna as an elliptically polarized wave whose major axis is horizontal and whose axial ratio is determined by the angle of incidence on the sea surface. Further, the reflected wave on the sea surface has a characteristic that it is a reverse-polarized polarized wave with respect to the radio wave directly received from the communication satellite.

従って、アンテナの偏波特性を反射波の軸比と等しく、
長軸方向が直交したものとすれば、楕円偏波の直交条
件、軸比が等しく、長軸方向が直交し、かつ互い
に逆旋の関係にある、ことを満足することとなり、反射
波は受信しないこととなる。
Therefore, the polarization characteristic of the antenna is equal to the axial ratio of the reflected wave,
If the major axes are orthogonal, the orthogonal conditions for elliptically polarized waves are the same, the axial ratios are equal, the major axes are orthogonal, and there is a reverse rotation relationship, and the reflected wave is received. It will not be done.

以上が、偏波制御法の原理である。この方式はクロスダ
イポール給電のアンテナ、例えば、パラボラアンテナや
ショートバックファイヤアンテナを用いて容易に実現す
ることができる。
The above is the principle of the polarization control method. This method can be easily realized by using a cross-dipole-fed antenna, for example, a parabolic antenna or a short backfire antenna.

ここで、偏波制御法を実現するアンテナシステムの従来
例を第1図に示し、説明する。第1図(a)において、1
はダイポール素子#1及びダイポール素子#2とが互い
に直交するように配置されたクロスダイポールアンテナ
素子、2は円偏波アンテナを構成するための90゜移相
器、3はアンテナの偏波特性を制御するための可変移相
器、4は合成回路である。衛星から送られてきた電波の
うち、一方のダイポールアンテナ素子#1で受信された
電波は合成回路4へ送られる。又、他方のダイポールア
ンテナ素子#2で受信された電波は、90゜移相器2を通
った後、可変移相器3へ入力される。ここで、可変移相
器3の移相量すなわち付加移相量を0〜90゜の範囲で変
化させることにより、第1図(b)に示すように、アンテ
ナの偏波特性を円偏波から軸30′に一致する直線偏波ま
で任意に設定することができる。ここで、軸30′は第1
図(a)のダイポール素子#1,#2の先端を結ぶ仮想線3
0と直交する関係にある。
Here, a conventional example of an antenna system that realizes the polarization control method is shown in FIG. 1 and will be described. In Fig. 1 (a), 1
Is a crossed dipole antenna element in which the dipole element # 1 and the dipole element # 2 are arranged so as to be orthogonal to each other, 2 is a 90 ° phase shifter for forming a circular polarization antenna, and 3 is the polarization characteristic of the antenna. The variable phase shifter 4 for controlling the control circuit 4 is a synthesizing circuit. Among the radio waves sent from the satellite, the radio wave received by one of the dipole antenna elements # 1 is sent to the synthesis circuit 4. The radio wave received by the other dipole antenna element # 2 passes through the 90 ° phase shifter 2 and is then input to the variable phase shifter 3. Here, by changing the phase shift amount of the variable phase shifter 3, that is, the additional phase shift amount in the range of 0 to 90 °, the polarization characteristic of the antenna is circularly polarized as shown in FIG. 1 (b). It can be arbitrarily set from a wave to a linearly polarized wave that coincides with the axis 30 '. Where axis 30 'is the first
Virtual line 3 connecting the tips of dipole elements # 1 and # 2 in Figure (a)
It is orthogonal to 0.

従って、仮想線30を水平線に対して平行に設定し、可変
移相器3移相量を反射波の海面の入射角(衛星からアン
テナへ電波が到来する仰角に等しい)に対応して制御す
れば、前述したアンテナの偏波特性と反射波の偏波特性
との直交条件を満足させられ、海面発射フェージングを
抑圧することができる。
Therefore, the virtual line 30 is set parallel to the horizontal line, and the phase shift amount of the variable phase shifter 3 is controlled according to the incident angle of the reflected wave on the sea surface (equal to the elevation angle at which the radio wave arrives from the satellite to the antenna). For example, it is possible to satisfy the orthogonal condition of the polarization characteristic of the antenna and the polarization characteristic of the reflected wave described above, and suppress the sea surface emission fading.

以上は、偏波制御法によるフェージング軽減をその原理
に基づいて忠実に実行するアンテナ給電回路の構成例を
示した。しかしながら、海面反射波の偏波特性は衛星仰
角の変化に大じて変わるため、アンテナの偏波特性を海
面反射波のそれに対して直交させるために必要な付加移
相量を、衛星仰角に応じて自動的に変化させる必要があ
るため、可変移相器3と、それを制御するための回路が
必要となり、挿入損が増加すると共にシステムが複雑と
なる欠点を有している。
The above is an example of the configuration of the antenna feeding circuit that faithfully executes the fading reduction by the polarization control method based on the principle. However, since the polarization characteristics of the sea surface reflected wave largely change with changes in the satellite elevation angle, the additional phase shift required to make the antenna polarization characteristics orthogonal to that of the sea surface reflected wave is Therefore, the variable phase shifter 3 and a circuit for controlling the variable phase shifter 3 are required, which has a drawback that the insertion loss increases and the system becomes complicated.

(発明の目的と特徴) 本発明は、上記構成例に比べてアンテナ給電系の損失が
少なく、かつ小型にして簡便な構成で実現することので
きる妨害波除去アンテナ装置を提供するものである。
(Objects and Features of the Invention) The present invention provides an interfering wave elimination antenna device that has less loss in the antenna feeding system as compared with the above configuration example and can be realized with a small size and a simple configuration.

本発明は、二個の直線偏波アンテナ素子と、該二個の直
線偏波アンテナ素子の一方に接続された移相器と、該移
相器の出力と該二個の直線偏波アンテナ素子の他方の出
力とを合成する合成器とを備えて、通信衛星を指向する
ように構成したアンテナ装置において、 前記通信衛星に対する仰角が予め定めた10゜近傍の角度
以下のときには前記移相器の移相量は130 度〜140 度の
範囲内の一定値に固定され、かつ該アンテナ装置の仰角
を前記10゜近傍の所定値に固定する機能を有せしめた点
に特徴がある。
The present invention relates to two linear polarization antenna elements, a phase shifter connected to one of the two linear polarization antenna elements, an output of the phase shifter, and the two linear polarization antenna elements. In the antenna device having a synthesizer for synthesizing the other output of the antenna device and configured to direct the communication satellite, when the elevation angle with respect to the communication satellite is less than a predetermined angle near 10 °, the phase shifter The phase shift amount is fixed to a fixed value within the range of 130 to 140 degrees, and is characterized in that it has a function of fixing the elevation angle of the antenna device to a predetermined value in the vicinity of 10 °.

(発明の構成と作用) 以下、図面を用いて本発明の原理を説明する。(Structure and Operation of the Invention) Hereinafter, the principle of the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、第2図は海事衛星通信を例にとり、フェージング
が特に問題となる衛星仰角5゜及び10゜(最低運用仰角
は5゜)、アンテナ利得が 18dBiの場合に着目し、付加
移相量を変えたときのフェージング量を示している。同
図において、オフセット角は直接波の到来方向から高仰
角方向にアンテナの主ビームをオフセットした角度であ
る。同図(b)から、仰角10゜においてはオフセット角が
0゜と5゜とでフェージング量に大差はないが、同図
(a)の仰角5゜において、オフセット角を5゜とすると
付加移相量が小さい範囲でフェージング軽減効果が示さ
れる。また、同図(a)の仰角5゜において、オフセット
角が5゜の場合にフェージング量が最小となる付加移相
量は40゜〜50゜であり、これは従来の偏波制御法におけ
る仰角10゜(同図(b)のオフセット角0゜に相当)でこ
の最適付加移相量とほぼ一致する。このことは、第2図
(a)(b)に示した例において付加移相量は40゜〜50゜に固
定し、第2図(a)に示す仰角5゜ではオフセット角を5
゜,第2図(b)に示す仰角10゜ではオフセットなし(0
゜)とすれば、両仰角においてほぼ最低のフェージング
量となり、かなりのフェージング軽減効果が期待できる
ことを示唆している。
First, Fig. 2 shows an example of maritime satellite communication. Focusing on satellite elevation angles of 5 ° and 10 ° (minimum operating elevation angle is 5 °) and antenna gain of 18 dBi, where fading is a particular problem, the additional phase shift amount is The fading amount when changed is shown. In the figure, the offset angle is the angle obtained by offsetting the main beam of the antenna from the arrival direction of the direct wave to the high elevation angle direction. From the figure (b), there is no big difference in the fading amount between the offset angle of 0 ° and 5 ° at the elevation angle of 10 °.
When the offset angle is 5 ° at the elevation angle of 5 ° in (a), the fading reduction effect is exhibited in the range where the additional phase shift amount is small. In addition, at the elevation angle of 5 ° in the figure (a), the additional phase shift amount that minimizes the fading amount when the offset angle is 5 ° is 40 ° to 50 °, which is the elevation angle in the conventional polarization control method. At 10 ° (corresponding to an offset angle of 0 ° in FIG. 3B), this optimum addition phase shift amount is almost the same. This is shown in Figure 2.
In the example shown in (a) and (b), the additional phase shift amount is fixed at 40 ° to 50 °, and the offset angle is set to 5 at the elevation angle of 5 ° shown in Fig. 2 (a).
No offset at 0 ° of elevation shown in Fig. 2 (b) (0
)), The fading amount is almost the minimum at both elevation angles, suggesting that a considerable fading reduction effect can be expected.

第3図は、仰角5゜において、フェージング軽減なしの
場合、仰角10゜における最適付加移相量を与え、さらに
機械的に5゜オフセットした場合、及び従来の偏波制御
法の各々について、アンテナ利得に対するフェージング
量を示している。同図から、アンテナ利得が10〜20dBi
の範囲で、本発明方式は従来の偏波制御法とほぼ同程度
のフェージング軽減効果が期待できることがわかる。
Fig. 3 shows the antennas at an elevation angle of 5 °, without fading reduction, with an optimum additional phase shift amount at an elevation angle of 10 °, when mechanically offset by 5 °, and for each of the conventional polarization control methods. The amount of fading with respect to the gain is shown. From the figure, the antenna gain is 10 to 20 dBi.
It is understood that, within the range, the method of the present invention can be expected to have a fading reduction effect that is almost the same as that of the conventional polarization control method.

このように、本発明は、上記の例の場合には付加移相量
を仰角10゜の場合の最もフェージング値が小さくなる値
に固定し、かつ、アンテナビームを機械的に5゜オフセ
ットさせることにより、次のような長所を生み出してい
る。
As described above, according to the present invention, in the above example, the additional phase shift amount is fixed to a value that minimizes the fading value when the elevation angle is 10 °, and the antenna beam is mechanically offset by 5 °. Has created the following advantages.

(1) 従来の方式では最低運用仰角が5゜までアンテナ
が機械的に動く機構となっていた。そのため船舶のロー
リング等の動揺を考慮して、アンテナビームが常に衛星
仰角が5゜まで可動する必要があったが、本方式では仮
に衛星仰角が5゜でもアンテナは10゜以下には動かない
ため、従来より可動範囲を小さくすることが出来、結果
としてアンテナシステムの小型化(特に高さ)が期待で
きる。
(1) In the conventional system, the antenna was mechanically moved up to a minimum operation elevation angle of 5 °. Therefore, it was necessary to always move the antenna beam up to a satellite elevation angle of 5 ° in consideration of the rolling motion of the ship. However, even if the satellite elevation angle is 5 °, the antenna does not move below 10 ° even if the satellite elevation angle is 5 °. The movable range can be made smaller than in the past, and as a result, miniaturization (especially height) of the antenna system can be expected.

(2) 偏波制御法によれば、オフセット角は0゜である
から衛星仰角が5゜の時の最適付加移相量は第2図(a)
より70゜位であるが、仰角が10゜の場合は第2図(b)に
示すようにこれより少なく、40゜〜50゜が最適付加移相
量となる。この付加移相量を与えた場合、アンテナの偏
波は付加移相量に対応する軸比のだ円偏波となり、衛星
からの円偏波電波に対して偏波の不整合による損失(偏
波損失)が生じる。従来の偏波制御法(付加移相量=70
゜)ではこの偏波損失は1.7dBとなるが、本発明にお
いて、40゜〜50゜の固定移相を与える場合には、0.7
dBの偏波損失となる。このことは、本発明が直接波に対
しての偏波損失を少なくすることができるという利点を
有し、それだけフェージング軽減の効率が良い。
(2) According to the polarization control method, since the offset angle is 0 °, the optimum additional phase shift amount when the satellite elevation angle is 5 ° is shown in Fig. 2 (a).
Although it is about 70 °, it is less than this when the elevation angle is 10 °, and the optimum additional phase shift amount is 40 ° to 50 °. When this additional phase shift amount is given, the antenna polarization becomes an elliptical polarization with an axial ratio corresponding to the additional phase shift amount, and loss (polarization) due to polarization mismatch with the circularly polarized wave from the satellite. Wave loss) occurs. Conventional polarization control method (additional phase shift amount = 70
In the present invention, this polarization loss is 1.7 dB, but in the present invention, it is 0.7 when a fixed phase shift of 40 ° to 50 ° is applied.
It results in a polarization loss of dB. This has the advantage that the present invention can reduce the polarization loss with respect to direct waves, and the fading mitigation efficiency is correspondingly good.

(3) 例えばこの例の場合のように、フェージングが問
題となる衛星仰角が10゜以下の時は、40゜〜50゜位の固
定の付加移相量を与え、例えば、ほとんどフェージング
が問題とならない仰角15゜以上では付加移相量を0゜に
する(通常のアンテナ)スイッチ機構を付加すれば、第
1図のような可変移相器も必要ではなく、アンテナの軽
量化,給電系損失の低減の効果が期待できる。
(3) For example, as in the case of this example, when the satellite elevation angle where fading is a problem is 10 ° or less, a fixed additional phase shift amount of 40 ° to 50 ° is given, and for example, fading is almost a problem. If an elevation angle of 15 ° or more is not achieved and a switch mechanism is added that makes the additional phase shift amount 0 ° (normal antenna), the variable phase shifter as shown in Fig. 1 is not required, and the weight of the antenna is reduced and the power feeding system loss is lost. Can be expected to have the effect of reducing

例えば、給電系損失の面からは、従来の偏波制御法にお
いて、可変移相器を用いた場合には、1.5〜2dB程度
の損失となり、本発明での固定移相器を用いる場合に
は、1dB弱程度の損失となる。さらに、固定移相器の代
りに所定の位相差を与える長さのフィーダを用いれば、
0.3dB程度の損失となり、その低減効果は明らかであ
る。
For example, in terms of the power feeding system loss, when the variable phase shifter is used in the conventional polarization control method, the loss is about 1.5 to 2 dB, and when the fixed phase shifter according to the present invention is used. The loss is about 1 dB. Furthermore, if a feeder of a length that gives a predetermined phase difference is used instead of the fixed phase shifter,
The loss is about 0.3 dB, and the reduction effect is clear.

(実施例) 第4鵜はアンテナ装置の駆動部を除いた本発明の実施例
を示している。図で 1, 2, 4は第1図と同じものを示
し、5は移相量として0゜及び40゜〜50゜の2通りを切
換可能な固定移相器である。上記実施例の動作を説明す
る。1, 2, 4 は第1図と同じであり省略する。固定移相
器5は衛星仰角が予め設定された仰角(例えば15゜)よ
りも大きいかあるいは小さいかによりそれぞれ移相量が
0゜あるいは40゜〜50゜範囲の一定値に設定される。固
定移相器5に入力された信号は上記移相量の変化を受け
合成回路4に入力される。なお、この実施例ではクロス
ダイポールの先端A,Bを結ぶ線を水平線に対して平行
にする制御(例えばアンテナ1を機械的に回転させる機
構による制御)が必要であるが、第4図(a)における90
゜移相器2と合成回路4のかわりに、第4図(b)のよう
に可変電力分配器6を用いてアンテナ素子#1,#2の
出力を合成し船舶の動揺等によらずアンテナの偏波特性
を海面からの反射波のそれと直交させるようにすれば、
上記制御は不要となる。
(Example) The fourth cormorant shows an example of the present invention excluding the driving part of the antenna device. In the figure, 1, 2 and 4 are the same as those in FIG. 1, and 5 is a fixed phase shifter capable of switching between 0 ° and 40 ° to 50 ° as the phase shift amount. The operation of the above embodiment will be described. 1, 2 and 4 are the same as in FIG. The fixed phase shifter 5 sets the phase shift amount to 0 ° or a constant value in the range of 40 ° to 50 ° depending on whether the satellite elevation angle is larger or smaller than a preset elevation angle (for example, 15 °). The signal input to the fixed phase shifter 5 receives the change in the phase shift amount and is input to the combining circuit 4. In this embodiment, it is necessary to control the line connecting the tips A and B of the cross dipole to be parallel to the horizontal line (for example, control by a mechanism that mechanically rotates the antenna 1). ) In 90
° Instead of the phase shifter 2 and the combining circuit 4, the outputs of the antenna elements # 1 and # 2 are combined by using the variable power distributor 6 as shown in FIG. If the polarization characteristics of are made orthogonal to that of the reflected wave from the sea surface,
The above control becomes unnecessary.

以上の構成及び動作を第5図(a)(b)(c)を用いてさらに
詳細に説明する。
The above configuration and operation will be described in more detail with reference to FIGS. 5 (a) (b) (c).

第5図(a)はアンテナ装置の駆動制御系の具体例であ
る。図はAZ−ELマンウトと呼ばれる方位角(AZ)
と仰角(EL)とを制御することにより、アンテナ1を
衛星方向に指向させるシステムの例である。ここで、1
はアンテナ、7は仰角(EL)軸、8は仰角軸を駆動す
るためのモータM、9は仰角を検出するための角度検
出器D1、10は方位角(AZ)軸、11は方位角軸10を駆動
するためのモータM、12は方位角を検出するための角
度検出器D、13はアンテナ1の回転角を制御するため
の駆動モータM、14はアンテナ1の回転角を検出する
ための角度検出器D、15は第1図で示したアンテナ仮
想線が水平線と平行になるようにアンテナの一次放射器
又はその放射器から主反射鏡までのアンテナ本体を制御
するアンテナ制御部、16は角度検出器12(D2)から得ら
れる方位角情報に基づき水平面内のアンテナ指向方向を
制御するAZ制御部、17は角度検出器9(D)から得
られる仰角情報に基づき垂直面内のアンテナ指向方向を
制御するEL制御部、20は衛星仰角が10゜以下であるこ
とを示す信号である。
FIG. 5 (a) is a specific example of the drive control system of the antenna device. The figure shows the azimuth angle (AZ) called AZ-EL manout.
Is an example of a system in which the antenna 1 is directed in the satellite direction by controlling the angle of elevation and the angle of elevation (EL). Where 1
Is an antenna, 7 is an elevation (EL) axis, 8 is a motor M 1 for driving the elevation axis, 9 is an angle detector D 1 for detecting an elevation, 10 is an azimuth (AZ) axis, and 11 is an azimuth. Motors M 2 and 12 for driving the angular axis 10 are angle detectors D 2 and 13 for detecting an azimuth angle, drive motors M 3 and 14 for controlling the rotation angle of the antenna 1 are rotations of the antenna 1. The angle detectors D 3 and 15 for detecting the angle control the primary radiator of the antenna or the antenna body from the radiator to the main reflector so that the virtual line of the antenna shown in FIG. 1 is parallel to the horizontal line. The antenna control unit 16 controls the antenna pointing direction in the horizontal plane based on the azimuth information obtained from the angle detector 12 (D 2 ), and 17 the elevation angle obtained from the angle detector 9 (D 1 ). EL control to control antenna pointing direction in vertical plane based on information The control part, 20 is a signal indicating that the satellite elevation angle is 10 ° or less.

アンテナ1は大要次のように制御される。The antenna 1 is controlled as follows.

例えば、船舶の如き移動体は、地理上の位置を航海情報
として有しており、また衛星の位置は予め分かってい
る。従って、これらから船舶から衛星を指向するための
方位角(AZ)情報と仰角(EL)情報を得ることがで
きる。またアンテナシステムが、衛星からのビーコン電
波を受信して、その到来方法を検出する、いわゆる自己
追尾機能を有する場合には、そこからAZ情報とEL情
報を得ることができる。AZ制御部16およびEL制御部
17は、それぞれAZ情報またはEL情報を入力として、
これと、角度検出器12および角度検出器9で検出される
アンテナ1の方位角および仰角とをそれぞれ比較し、そ
の差分信号によりモータ11および8を駆動して、AZ
情報とアンテナ1の方位角が一致し、EL情報とアンテ
ナ1の仰角が一致するように制御する。
For example, a moving body such as a ship has a geographical position as navigation information, and the position of a satellite is known in advance. Therefore, the azimuth (AZ) information and the elevation angle (EL) information for pointing the satellite from the ship can be obtained from them. Further, when the antenna system has a so-called self-tracking function of detecting the arrival method of the beacon radio wave from the satellite, the AZ information and the EL information can be obtained therefrom. AZ control unit 16 and EL control unit
17 inputs AZ information or EL information,
This is compared with the azimuth angle and the elevation angle of the antenna 1 detected by the angle detector 12 and the angle detector 9, respectively, and the motors 11 and 8 are driven by the difference signals, and the AZ
The control is performed so that the information and the azimuth angle of the antenna 1 match and the EL information and the elevation angle of the antenna 1 match.

ここで、船舶の場合は、動揺が伴う。この動揺情報は、
船体に取付けられたジャイロなどを用いて検出され、A
Z制御部16およびEL制御部17はこれを動揺情報として
動揺補償制御を行う。さらに、前述のごとく、アンテナ
1の第1図で示した仮想線30は、常に、水平線と平行に
保たれる必要がある。このために、動揺情報は、アンテ
ナ制御部15にも供給され、角度検出器14で検出されるア
ンテナ1の回転角度情報(仮想線30と水平線とのずれの
量を示す情報)と比較され、モータ13により仮想線30が
水平線と平行になる所望の角度に制御される。また、第
5図(b),(c)において、18,19はスイッチであり、EL
制御部からの信号20を受けて、仰角10゜以下の場合には
固定位相器に切換わる。
Here, in the case of a ship, shaking is involved. This upset information is
Detected using a gyro attached to the hull, A
The Z control unit 16 and the EL control unit 17 use this as shaking information to perform shaking compensation control. Furthermore, as mentioned above, the imaginary line 30 of the antenna 1 shown in FIG. 1 must always be kept parallel to the horizontal line. For this reason, the motion information is also supplied to the antenna controller 15 and compared with the rotation angle information of the antenna 1 detected by the angle detector 14 (information indicating the amount of deviation between the virtual line 30 and the horizontal line). The motor 13 controls the virtual line 30 to a desired angle so that it becomes parallel to the horizontal line. Also, in FIGS. 5 (b) and 5 (c), 18 and 19 are switches,
Upon receiving the signal 20 from the control unit, when the elevation angle is 10 ° or less, the mode is switched to the fixed phase shifter.

ここで、本発明を実施するためには、EL制御部17に倒
えば、次の又はの機能を付加する。
Here, in order to carry out the present invention, if the EL control unit 17 is collapsed, the following or function is added.

仰角が10゜以下になったとき、その旨の信号20を発
生するとともに、オフセット角を与えることとし、EL
情報とオフセット角の和が常に10゜になるようにEL軸
7を制御する。すなわち、衛星仰角をα(≦10゜)とす
ると、オフセット角は(10−α)゜となる。信号20は、
第5図(b)に示すスイッチ18,19を動作させ、固定移相
器5側に切り換える。このときの付加移相量は、第2図
(b)のオフセット角0゜の特性から、最大の効果を与え
る40゜〜50゜程度の移相量が与えられることになる。
When the elevation angle becomes 10 ° or less, a signal 20 to that effect is generated and an offset angle is given.
The EL axis 7 is controlled so that the sum of the information and the offset angle is always 10 °. That is, when the satellite elevation angle is α (≦ 10 °), the offset angle is (10−α) °. Signal 20 is
The switches 18 and 19 shown in FIG. 5 (b) are operated to switch to the fixed phase shifter 5 side. The additional phase shift amount at this time is shown in FIG.
From the characteristic of the offset angle of 0 ° in (b), a phase shift amount of about 40 ° to 50 ° that gives the maximum effect is given.

仰角が10゜以下になったときにはその旨の信号20を
発し、動揺補償を除きEL軸7の制御を停止する。スイ
ッチ18,19を制御する信号20の機能はと同様である。
When the elevation angle becomes 10 ° or less, a signal 20 to that effect is issued, and the control of the EL axis 7 is stopped except for motion compensation. The function of the signal 20 controlling the switches 18, 19 is similar to.

このの機能においては、アンテナ1の仰角は10゜に固
定されるのであるから、電波の到来角が5゜の場合に
は、5゜のオフセット角が与えられ、10゜のときは0゜
のオフセット角である。従って、固定移相器が40゜〜50
゜の任意の移相量を有するものとすれば、仰角5゜では
第2図(a)のオフセット角5゜の特性(点線)における
最小のフェージング値、仰角10゜では第2図(b)のオフ
セット角0゜の特性(実線)の最小値となるフェージン
グ軽減効果が得られる。
In this function, since the elevation angle of the antenna 1 is fixed at 10 °, an offset angle of 5 ° is given when the arrival angle of the radio wave is 5 °, and 0 ° when it is 10 °. The offset angle. Therefore, the fixed phase shifter is
Assuming that there is an arbitrary phase shift amount of 5 °, the minimum fading value in the characteristic (dotted line) of the offset angle 5 ° of Fig. 2 (a) at an elevation angle of 5 °, and Fig. 2 (b) at an elevation angle of 10 °. A fading mitigation effect is obtained, which is the minimum value of the characteristic (solid line) of the offset angle of 0 °.

なお、上記説明では、仰角10゜以下で固定移相器に切り
換えられるとしたが、この切換えを行う仰角の値は、第
2図(a)(b)を参照して、期待するフェージング改善量
と、与える移相量との関係から選択して設定することが
できるものである。また、上記の例では移相量を与える
のに固定移相器5を用いたが、所望の移相量を与える長
さのフィーダをこれに代えてもよい。また他の具体例と
して、第5図(b)の合成回路4と90゜の移相器2に代
え、可変電力分配器6を用いて第5図(c)のごとく構成
すれば、第5図(a)に示すアンテナ制御部15が不必要と
なることは、前述の通りである。
In the above explanation, it is assumed that the phase shifter can be switched to the fixed phase shifter at an elevation angle of 10 ° or less. The value of the elevation angle at which the switching is performed is as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). And the amount of phase shift to be given. Further, in the above example, the fixed phase shifter 5 is used to give the amount of phase shift, but a feeder having a length giving a desired amount of phase shift may be replaced with this. As another specific example, if the variable power distributor 6 is used instead of the combination circuit 4 and the 90 ° phase shifter 2 in FIG. As described above, the antenna control unit 15 shown in FIG.

(発明の効果) 以上述べたように本発明は、従来の方式に比べて簡便に
して良好なフェージング軽減効果があり、かつアンテナ
システムを小型,軽量化する利点を有している。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention has advantages that it is simple and has a good fading reduction effect as compared with the conventional method, and that the antenna system is reduced in size and weight.

なお、上記の説明では、衛星仰角が10゜となる方向にア
ンテナを固定する場合について説明したが、対象とする
ケースにより他の仰角に固定することも可能であり、
又、付加移相量や、オフセット角を何段かにきめ細かく
設定することも勿論可能である。
In the above explanation, the case where the antenna is fixed in the direction in which the satellite elevation angle is 10 ° has been described, but it is also possible to fix it at another elevation angle depending on the target case.
Further, it is of course possible to finely set the additional phase shift amount and the offset angle in several steps.

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

第1図(a)(b)は従来の偏波制御法を説明するためのブロ
ック図及び偏波特性図、第2図(a)(b)は付加移相量に対
するフェージング量の特性図、第3図は本発明のフェー
ジング軽減効果を従来の偏波制御法と比較したアンテナ
利得に対するフェージング量の特性図、第4図(a)(b)は
本発明の一実施例のブロック図、第5図(a)(b)(c)は本
発明方式の詳細な構成及び動作を説明するためのブロッ
ク図である。 1……クロスダイポール給電アンテナ素子、 2……90゜移相器、3……可変移相器、 4……合成回路、5……固定移相器、 6……可変電力分配器、7……仰角軸、 8……モータ(M1)、9……角度検出器(D1)、 10……方位角軸、11……モータ(M2)、 12……角度検出器(D2)、13……モータ(M3)、 14……角度検出器(D3)、15……アンテナ制御部、 16……AZ制御部、17……EL制御部。 18,19……スイッチ、30……仮想線、30′……軸。
1 (a) and 1 (b) are block diagrams and polarization characteristic diagrams for explaining the conventional polarization control method, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are characteristic diagrams of fading amount with respect to additional phase shift amount. FIG. 3 is a characteristic diagram of the fading amount with respect to the antenna gain comparing the fading reduction effect of the present invention with a conventional polarization control method, and FIGS. 4 (a) and (b) are block diagrams of an embodiment of the present invention. 5 (a) (b) (c) are block diagrams for explaining the detailed configuration and operation of the method of the present invention. 1 ... Cross dipole feeding antenna element, 2 ... 90 ° phase shifter, 3 ... variable phase shifter, 4 ... combining circuit, 5 ... fixed phase shifter, 6 ... variable power distributor, 7 ... ... elevation shaft, 8 ...... motor (M 1), 9 ...... angle detector (D 1), 10 ...... azimuth axis, 11 ...... motor (M 2), 12 ...... angle detector (D 2) , 13 ...... Motor (M 3 ), 14 ...... Angle detector (D 3 ), 15 ...... Antenna control section, 16 ...... AZ control section, 17 ...... EL control section. 18, 19 …… Switch, 30 …… Virtual line, 30 ′ …… Axis.

フロントページの続き (72)発明者 塩川 孝泰 東京都目黒区中目黒2丁目1番23号 国際 電信電話株式会社研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−159138(JP,A)Front Page Continuation (72) Inventor Takayasu Shiokawa 2-23, Nakameguro, Meguro-ku, Tokyo International Telegraph and Telephone Corporation Laboratories (56) Reference JP-A-57-159138 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】二個の直線偏波アンテナ素子と、該二個の
直線偏波アンテナ素子の一方に接続された移相器と、該
移相器の出力と該二個の直線偏波アンテナ素子の他方の
出力とを合成する合成器とを備えて、通信衛星を指向す
るように構成したアンテナ装置において、 前記通信衛星に対する仰角が予め定めた10゜近傍の角度
以下のときには前記移相器の移相量は130度〜140 度の
範囲内の一定値に固定され、かつ該アンテナ装置の仰角
を前記10゜近傍の所定値に固定する機能を有せしめたこ
とを特徴とする妨害波除去アンテナ装置。
1. Two linear polarization antenna elements, a phase shifter connected to one of the two linear polarization antenna elements, an output of the phase shifter, and the two linear polarization antennas. An antenna device comprising a synthesizer for synthesizing the other output of the element and configured to direct to a communication satellite, wherein the phase shifter is used when the elevation angle with respect to the communication satellite is equal to or less than a predetermined angle near 10 °. The amount of phase shift of is fixed to a constant value within the range of 130 to 140 degrees, and the function of fixing the elevation angle of the antenna device to a predetermined value in the vicinity of the above 10 degrees is provided. Antenna device.
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