(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波ビームを集束するための球体レンズと、
固定ベースと、
前記球体レンズの中心を通る第１回転軸周りに回転可能に前記固定ベース上に取り付けられた回転ベースと、
前記回転ベース上に固定され、前記球体レンズを固定する一対の支持部と、
前記球体レンズの中心から略一定の間隔をおいて配置された保持部と、
前記球体レンズに向けられると共に、前記保持部に沿って移動可能な複数の給電部と、
を備え、
前記保持部は、前記球体レンズの中心を通り前記第１回転軸と略直交する第２回転軸周りに前記球体レンズに対して回転可能な円弧状アームを有する
ことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記複数の給電部は、電波を送受信するアンテナ素子を有し、
前記アンテナ素子は、前記給電部が接近した際に略隣接可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記回転ベースの前記第１回転軸周りの回転と、前記円弧状アームの前記第２回転軸周りの回転と、前記円弧状アームに沿っての前記給電部の移動と、を制御する制御装置が設けられたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記給電部に接続される導線が、前記回転ベースの前記第１回転軸の近傍を通過して前記固定ベース側に延びていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記給電部に接続される導線は、スパイラル状に癖付けがされていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記給電部に接続される導線は、少なくとも前記回転ベースと前記固定ベースとの間の部分が光信号伝達素子によって構成されていることを特徴とする請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記球体レンズと前記保持部と前記給電部とは、カバー部材によって密閉されていることを特徴とする請求項１乃至６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記カバー部材は、熱伝導率の低い材質によって構成されていることを特徴とする請求項７に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のアンテナ装置の２つの前記給電部を、天空上に存在する２つの衛星の位置にそれぞれ対応させて位置決め制御する方法であって、
２つの衛星の位置を制御装置に入力する工程と、
入力された２つの衛星の位置から球体レンズの中心を通って延びる各軸線上に２つの前記給電部の各々を配置すべく、前記給電部の配置されるべき２つの位置を演算する工程と、
前記給電部が配置されるべき２つの位置と前記球体レンズの中心とを含む第１仮想平面と、前記球体レンズの中心を通り前記回転ベースの前記第１回転軸と直交する第２仮想平面との交線上に前記第２回転軸が配置されるよう前記回転ベースを回転させる工程と、
前記円弧状アームを前記第２回転軸周りに回転させると共に、前記円弧状アームに沿って前記給電部を移動させて２つの前記給電部をそれらの配置されるべき位置に配置する工程と、
を備えたことを特徴とするアンテナ装置の位置決め制御方法。
【請求項１０】
更に、２つの衛星のうち一方の衛星の位置変化後の位置を探索する第１探索工程と、
前記第１探索工程で探索された一方の衛星の位置変化後の位置と前記第１探索工程による位置探索前の他方の衛星の位置とから前記球体レンズの中心を通って延びる各軸線上に２つの前記給電部の各々を配置すべく、前記給電部が配置されるべきこれら２つの位置を演算する工程と、
前記給電部の配置されるべき２つの位置と前記球体レンズの中心とを含む第１仮想平面と、前記球体レンズの中心を通り前記回転ベースの前記第１回転軸と直交する第２仮想平面との交線上に前記第２回転軸が配置されるよう前記回転ベースを回転させる工程と、
前記円弧状アームを前記第２回転軸周りに回転させると共に、前記円弧状アームに沿って前記給電部を移動させて２つの前記給電部をそれらの配置されるべき位置に配置する工程と、
２つの衛星のうち他方の衛星の位置変化後の位置を探索する第２探索工程と、
前記第２探索工程で探索された他方の衛星の位置変化後の位置と前記第２探索工程による位置探索前の一方の衛星の位置とから前記球体レンズの中心を通って延びる各軸線上に２つの前記給電部の各々を配置すべく、前記給電部が次に配置されるべきこれら２つの位置を演算する工程と、
前記給電部の次に配置されるべき２つの位置と前記球体レンズの中心とを含む第１仮想平面と、前記球体レンズの中心を通り前記回転ベースの前記第１回転軸と直交する第２仮想平面との交線上に前記第２回転軸が配置されるよう前記回転ベースを回転させる工程と、
前記円弧状アームを前記第２回転軸周りに回転させると共に、前記円弧状アームに沿って前記給電部を移動させて２つの前記給電部をそれらの配置されるべき位置に配置する工程と、
を備えたことを特徴とする請求項９に記載のアンテナ装置の位置決め制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナ装置に係り、とりわけ、複数の通信用衛星を同時に追尾することが可能なアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信用衛星は、現在すでに約２００個が比較的低高度において地球上を周回している。このため、地球上のどの地点においても、少なくとも数個の衛星と交信することが可能である。通信用衛星を利用したシステムとして、イリジウムシステムや、スカイブリッジシステムが提案されている。
【０００３】
通信用衛星のための従来のアンテナ装置としては、パラボラアンテナ装置やフェーズドアレイアンテナ装置が広く用いられている。
【０００４】
パラボラアンテナ装置の例を図１１及び図１２に示す。図１１に示すパラボラアンテナ装置１００は、地面あるいは建物上に鉛直に設立したポスト１０１と、ポスト１０１の上端部にポスト１０１と平行にポスト１０１周りに回動可能に取リ付けられた回動軸１０２と、この回動軸１０２に外嵌された歯車１０２ｇと、歯車１０２ｇと噛合すると共に回動モータ（図示せず）によって回転駆動される歯車１０３とを備えている。
【０００５】
電波集束部１２０の上部が、回動軸１０２の上端部にブラケット１１１を介して上下回動自在に取り付けられ、電波集束部１２０の下部が、回動軸１０２の下方部に取り付けたシリンダユニット１１２のロッド１１２ａの先端に取り付けられている。電波集束部１２０による電波集束位置には、給電部１３０が設けられている。
【０００６】
このようなパラボラアンテナ装置１００は、回動モータを駆動させることにより、歯車１０３、１０２ｇを介して回動軸１０２を回動させて電波集束部１２０の方位角を制御することができる。一方、シリンダユニット１１２を伸軸作動させることにより、電波集束部１２０の仰角を制御することができる。これにより、パラボラアンテナ１００は、通信衛星を追尾して、電波集束部１２０を通信衛星に向け、通信衛星が出力する電波を良好な通信状態で受信する、あるいは、通信衛星に向けて電波を良好な通信状態で送信することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパラボラアンテナ装置１００は、１つの電波集束部１２０が１つの給電部１３０に対応して構成されている。従って、追尾する衛星の数が複数ある場合、追尾する衛星の数に応じた複数のパラボラアンテナ装置１００が必要である。例えば２つの衛星を追尾するためには、２つのパラボラアンテナ装置１００が必要である。
【０００８】
２つのパラボラアンテナ装置１００は、お互いに、電波集束部１２０と衛星との間の障害物とならないように配置される必要がある。例えば、電波集束部１２０が直径４５ｃｍの円形に構成されている場合、一方の電波集束部１２０が他方の電波集束部１２０に「影」を形成しないようにするためには、図１２に示すように、両電波集束部１２０が略水平に配置されると共に、略３ｍ程度離して配置される必要がある。
【０００９】
しかしながら、図１２のような装置は、設置に広いスペースが必要であり、一般家庭に普及しにくいものであった。
【００１０】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複数の衛星の追尾が可能で、しかもコンパクトで比較的小スペースに設置可能なアンテナ装置を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明は、電波ビームを集束するための球体レンズと、固定ベースと、前記球体レンズの中心を通る第１回転軸周りに回転可能に前記固定ベース上に取り付けられた回転ベースと、前記回転ベース上に固定され、前記球体レンズを固定する一対の支持部と、前記球体レンズの中心から略一定の間隔をおいて配置された保持部と、前記球体レンズに向けられると共に、前記保持部に沿って移動可能な複数の給電部と、を備え、前記保持部は、前記球体レンズの中心を通り前記第１回転軸と略直交する第２回転軸周りに前記球体レンズに対して回転可能な円弧状アームを有することを特徴とするアンテナ装置である。
【００１２】
本発明によれば、１つの球体レンズに複数の給電部が配置可能であるため、複数の衛星を追尾することができ、かつ小スペースに設置可能である。
【００１４】
また、複数の給電部の互いの移動に干渉が生じることを防止することができる。特に給電部が２つの場合には、給電部の移動に干渉が生じることが極めて効果的に回避できる。
【００１５】
また、本発明は、特許請求の範囲請求項１に記載のアンテナ装置の２つの前記給電部を、天空上に存在する２つの衛星の位置にそれぞれ対応させて位置決め制御する方法であって、２つの衛星の位置を制御装置に入力する工程と、入力された２つの衛星の位置から球体レンズの中心を通って延びる各軸線上に２つの前記給電部の各々を配置すべく、前記給電部の配置されるべき２つの位置を演算する工程と、前記給電部が配置されるべき２つの位置と前記球体レンズの中心とを含む第１仮想平面と、前記球体レンズの中心を通り前記回転ベースの前記第１回転軸と直交する第２仮想平面との交線上に前記第２回転軸が配置されるよう前記回転ベースを回転させる工程と、前記円弧状アームを前記第２回転軸周りに回転させると共に、前記円弧状アームに沿って前記給電部を移動させて２つの前記給電部をそれらの配置されるべき位置に配置する工程と、を備えたことを特徴とするアンテナ装置の位置決め制御方法である。
【００１６】
本発明によれば、２つの給電部を２つの衛星の位置にそれぞれ対応する位置に、それらの移動に干渉が生じることなく移動させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態によるアンテナ装置５０を示す構成概略図である。図１に示すように、本発明の一実施の形態のアンテナ装置５０は、地面あるいは建物上に固定される略円形の固定ベース３２と、第１回転軸Ｙ周りに回転可能に固定ベース３２上に取り付けられた略円形の回転ベース６と、第１回転軸Ｙ上に中心がくるように配置された球体レンズ１とを備えている。
【００１９】
球体レンズ１は、その両側において、球体レンズ１の中心を通り第１回転軸Ｙと略直交する第２回転軸Ｘに至る一対の支持部によって回転ベース６上に固定されている。一対の支持部は、第１回転軸Ｙに平行に直立する支持柱４、５と、支持柱４、５から球体レンズ１側に第２回転軸Ｘに沿って延びる支持棒２、３とによって形成されている。
【００２０】
本実施の形態では、固定ベース３２上に、略円形で中央部分上方側に第１回転軸Ｙと同軸の突円部７ｃを有する固定台７が形成されている。一方、回転ベース６の下面側には、第１回転軸Ｙと同軸であって、突円部７ｃよりも大径の突円部６ｃが形成されている。そして、突円部７ｃの外周には、ベアリング８を介して回転ベース６の突円部６ｃが嵌合固定されている。回転ベース６及び固定台７の第１回転軸Ｙ近傍の各々には、導線案内用の貫通孔６ｈ、７ｈが形成されている。
【００２１】
突円部６ｃの外周側には、第１回転軸Ｙと同軸に回転歯車９が取り付けられている。回転歯車９は、伝達歯車１１と螺合している。伝達歯車１１は固定台７と固定ベース３２との間の空間に設置された回転モータ１０によって回転するようになっている。
【００２２】
支持棒２、３には、球体レンズ１と同心の、すなわち、球体レンズ１の中心から略一定の間隔をおいて延びる円弧状アーム１２が、第２回転軸Ｘ周りに回転可能に軸支されている。円弧状アーム１２は、支持棒２に第２回転軸Ｘと同軸に取り付けられた仰角調整歯車１３と結合されている。仰角調整歯車１３は、歯付きベルト１５を介して、回転ベース６上に設置された仰角調整モータ１４に接続されている。
【００２３】
円弧状アーム１２には、球体レンズ１に向けられると共に、円弧状アーム１２に沿って移動可能な２つの給電部２０、２３が設けられている。一方、固定台７と固定ベース３２との間の空間には、制御装置３０が設置されている。２つの給電部２０、２３と制御装置３０とは、給電部２０、２３に電力を供給したり各種信号の送受信を行うための導線２８によって接続されている。制御装置３０は、図示しない導線を介して、回転モータ１０及び仰角調整モータ１４にも接続されている。
【００２４】
給電部２０、２３に接続される導線２８は、回転ベース６の貫通孔６ｈ内（第１回転軸Ｙ近傍）を通過して固定ベース３２側に延び、固定台７の貫通孔７ｈ内を通過して制御装置３０に至っている。貫通孔７ｈの内周側には、導線２８を摺動によって引起こされ得る損傷から保護するため、ゴムなどの弾性部材で構成された固定ブッシュ３１が設置されている。導線２８は、断線防止効果のため、スパイラル状に癖付けがされている。
【００２５】
球体レンズ１、支持柱４、５及び円弧状アーム１２が移動し得る領域を覆うように、キャップ型のカバー部材３３が固定ベース３２上に接合されている。これにより、前述の全ての構成要素が外界に対して密閉されている。カバー部材３３は、電波透過性を有するとともに熱伝導率の低い材質、例えば樹脂によって構成され、一方、固定ベース３２は金属などの熱伝導率の高い材質によって構成されている。
【００２６】
ここで球体レンズ１は、球状誘電体レンズとも呼ばれ、同心の球面に誘電体が積層されて構成され、これを通過する略平行な電波を一点に集束させることができるものである。
【００２７】
図２は、球体レンズ１の作用を示す概略図である。図２に示す場合、球体レンズ１は４層構造であるが、誘電体の層数はこれに限定されない。また一般に、積層される誘電体の各誘電率は、外側にいくほど低くなっている。
【００２８】
次に、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４を用いて、円弧状アーム１２と給電部２０、２３との関係の詳細について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、球体レンズ１の中心側から見た円弧状アーム１２の図であり、図４は、円弧状アーム１２及び給電部２０の断面側面図である。
【００２９】
図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４に示すように、円弧状アーム１２は、円弧状のアーム板１６と、アーム板１６の両側部に設けられた一対の筒状レール１７と、アーム板１６の内面上に敷かれたラックギアレール１８とを有している。
【００３０】
給電部２０は、特に図４に示すように、電波ビームの送受信を担うアンテナ素子２６と、電波ビームの処理を担う電子回路基板２０ｃと、電子回路基板２０ｃを収納する本体部２０ａとを有している。電子回路基板２０ｃは導線２８に接続されている。
【００３１】
本体部２０ａのアーム板１６側には、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図４に示すように、一対の筒状レール１７に当接して摺動する３個のＶ字ベアリング１９と、ラックギアレール１８と噛合する案内歯車２２と、案内歯車２２を駆動する案内モータ２１とが設けられている。案内モータ２１は、電子回路基板２０ｃ、導線２８を介して制御装置３０に接続されている。
【００３２】
給電部２３は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、アンテナ素子２７及び本体部２３ａを有する他、給電部２０と略同様の構成となっている。
【００３３】
アンテナ素子２６、２７は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、本体部２０ａと本体部２３ａが最も近接した時に略隣接するように、本体部２０ａと本体部２３ａの近接する端部近傍で向き合うように配置されている。
【００３４】
その他、制御装置３０は、図示しないホスト装置に接続され、衛星の位置に関する情報が入力されるようになっている。
【００３５】
次に、このような構成よりなる本実施の形態の作用について図５及び図６を用いて説明する。図５は、給電部の位置決め制御の概略を示す斜視図であり、図６は、給電部の位置決め制御の概略を示すフロー図である。
【００３６】
まず、選択された通信可能な２つの衛星４１、４２の大まかな位置ｓ１、ｓ２が、ホスト装置から制御装置３０に入力される（ＳＴＥＰ１１）。
【００３７】
制御装置３０は、図５に示すように、入力された２つの衛星の位置ｓ１、ｓ２から球体レンズ１の中心を通って延びる各軸線ａ１、ａ２上に２つの給電部２０、２３の各々を配置すべく、給電部２０、２３（より詳細には、それらのアンテナ素子２６、２７）の配置されるべき２つの位置Ｐ１、Ｐ２を演算する（ＳＴＥＰ１２）。
【００３８】
次に、制御装置３０は、給電部２０、２３の配置されるべき２つの位置Ｐ１、Ｐ２と球体レンズ１の中心Ｏとを含む第１仮想平面Ｓと、球体レンズ１の中心Ｏを通り回転ベース６の第１回転軸Ｙと直交する第２仮想平面Ｈとの交線上に第２回転軸Ｘが配置されるよう、回転モータ１０を駆動して回転ベース６を回転させる（ＳＴＥＰ１３）。
【００３９】
回転ベース６の回転に続いて、あるいは回転ベース６の回転と同時に、制御装置３０は仰角調整モータ１４を駆動させ、円弧状アーム１２を第２回転軸Ｘ周りに回転させて、円弧状アーム１２を位置Ｐ１、Ｐ２に重ね合わせる（ＳＴＥＰ１４）。
【００４０】
仰角調整モータ１４の駆動に続いて、あるいは仰角調整モータ１４の駆動と同時に、制御装置３０は給電部２０、２３の各案内モータ２１を駆動させ、給電部２０、２３を円弧状アーム１２に沿って位置Ｐ１、Ｐ２に移動する（ＳＴＥＰ１５）。これにより、給電部２０、２３の初期位置決めが達成される。
【００４１】
２つの衛星４１、４２は、地平線（水平線）から現れて地平線（水平線）に沈むまで約１０分という速さで、その軌道上を周回移動する。本実施の形態によるアンテナ装置５０は、このように比較的高速に位置を変える衛星ｓ１、ｓ２を、以下のように追尾する。
【００４２】
初期位置決めが達成された後、２つの衛星４１、４２のうち一方の衛星、例えば衛星４１のより正確な位置（位置変化後の位置の意味を含む）が探索される（第１探索工程：ＳＴＥＰ２１）。衛星４１の位置の探索は、例えば以下のように行われ得る。
【００４３】
まず、仰角調整モータ１４を双方向に微小量回転させて円弧状アーム１２を第２回転軸Ｘ周りに微小に双方向に回転させると共に、円弧状アーム１２上で衛星４１に対応して位置決めされている給電部２０の案内モータ２１を双方向に微小量駆動して給電部２０を円弧状アーム１２に沿って双方向に微小距離移動させる。これにより、給電部２０は２次元の微小球面内を移動する。
【００４４】
この微小球面内の移動の間に、衛星４１と給電部２０との通信状態がより良好である地点Ｑ１を探索する。通信状態の良否は、受信信号の強度などを監視することで判断することができる。地点Ｑ１は、衛星４１のより正確な位置から球体レンズ１の中心Ｏを通って延びる軸線上の位置に対応していると考えることができる。すなわち、地点Ｑ１の探索により、衛星４１のより正確な位置を知ることができる。
【００４５】
次に、第１探索工程で探索された一方の衛星４１の位置と第１探索工程による位置変化探索前の他方の衛星４２の位置とから球体レンズ１の中心Ｏを通って延びる各軸線上の位置が演算される。この場合、２つの位置Ｑ１、Ｐ２が確認される（ＳＴＥＰ２２）。
【００４６】
そして、給電部２０、２３が次に配置されるべき２つの位置Ｑ１、Ｐ２と球体レンズ１の中心Ｏとを含む新たな第１仮想平面Ｓと、第２仮想平面Ｈとの交線上に第２回転軸Ｘが配置されるよう回転モータ１０が駆動されて回転ベース６が回転される（ＳＴＥＰ２３）。
【００４７】
回転ベース６の回転に続いて、あるいは回転ベース６の回転と同時に、制御装置３０は仰角調整モータ１４を駆動させ、円弧状アーム１２を第２回転軸Ｘ周りに回転させて、円弧状アーム１２を位置Ｑ１、Ｐ２に重ね合わせる（ＳＴＥＰ２４）。
【００４８】
仰角調整モータ１４の駆動に続いて、あるいは仰角調整モータ１４の駆動と同時に、制御装置３０は給電部２０、２３の各案内モータ２１を駆動させ、給電部２０、２３を円弧状アーム１２に沿って位置Ｑ１、Ｐ２に移動する（ＳＴＥＰ２５）。これにより、給電部２３の位置Ｐ２を保存しつつ、給電部２０の追尾位置決めが達成される。このような制御形態は非干渉制御と呼ばれるものである。
【００４９】
給電部２０の追尾位置決めが達成された後、２つの衛星４１、４２のうち他方の衛星４２のその時点のより正確な位置（位置変化後の位置の意味を含む）が探索される（第２探索工程：ＳＴＥＰ３１）。衛星４２の位置の探索は、衛星４１の位置の探索と同様に行われ得る。
【００５０】
第２探索工程で探索された衛星４２の位置と第２探索工程による位置探索前（第１探索工程による位置探索後）の衛星４１の位置とから球体レンズ１の中心Ｏを通って延びる各軸線上の位置が演算される。この場合、２つの位置Ｑ１、Ｑ２が確認される（ＳＴＥＰ３２）。
【００５１】
そして、給電部２０、２３が次に配置されるべき２つの位置Ｑ１、Ｑ２と球体レンズ１の中心Ｏとを含む新たな第１仮想平面Ｓと、第２仮想平面Ｈとの交線上に第２回転軸Ｘが配置されるよう回転モータ１０が駆動されて回転ベース６が回転される（ＳＴＥＰ３３）。
【００５２】
回転ベース６の回転に続いて、あるいは回転ベース６の回転と同時に、制御装置３０は仰角調整モータ１４を駆動させ、円弧状アーム１２を第２回転軸Ｘ周りに回転させて、円弧状アーム１２を位置Ｑ１、Ｑ２に重ね合わせる（ＳＴＥＰ３４）。
【００５３】
仰角調整モータ１４の駆動に続いて、あるいは仰角調整モータ１４の駆動と同時に、制御装置３０は給電部２０、２３の各案内モータ２１を駆動させ、給電部２０、２３を円弧状アーム１２に沿って位置Ｑ１、Ｑ２に移動する（ＳＴＥＰ３５）。これにより、給電部２０の位置Ｑ１を保存しつつ、すなわち、非干渉的に給電部２３の追尾位置決めが達成される。
【００５４】
以後、給電部２０の追尾位置決めと給電部２３の追尾位置決めを交互に連続に行っていくことで、２つの衛星４１、４２をほぼ連続的に追尾していくことが可能である。
【００５５】
なお、本実施の形態のアンテナ素子２６、２７は、本体部２０ａと本体部２３ａを近接させることにより略隣接するようになっているため、２つの衛星４１、４２が接近した状態となる場合にも対応可能となっている。また、給電部２０、２３が、対応する衛星４１、４２を交換することが可能な場合、追尾制御がより容易になる。
【００５６】
このように位置決めされる給電部２０、２３から電波が放射状に放射されると、放射電波は球体レンズ１の層状誘電体を順次通過することにより進行方向をほぼ平行に変換されて、平行電波として衛星４１、４２に送信される（図２参照）。
【００５７】
一方、衛星４１、４２から平行に入射した電波は、球体レンズ１を通過することでその焦点位置に配置された給電部２０、２３に向けて集束され、給電部２０、２３によって効率よく受信される（図２参照）。
【００５８】
以上のように本実施の形態によれば、１つの球体レンズ１に２つの給電部２０、２３が配置されているため、２つの衛星４１、４２を同時に追尾することができると共に、小スペースに設置することが可能である。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、円弧状アーム１２に２つの給電部を設けているため、２つの給電部２０、２３の互いの移動に干渉が生じることを防止することができる。
【００６０】
さらに本実施の形態によれば、２つの衛星４１、４２が接近した場合でも、２つのアンテナ素子２６、２７を隣接させることができるため、２つの衛星４１、４２を常に追尾することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態では、衛星４１の移動を探索して、給電部２３の位置を変えないように衛星４１の移動に合わせて給電部２０を移動することと、衛星４２の移動を探索して、給電部２０の位置を変えないように衛星４２の移動に合わせて給電部２３を移動することとを交互に行っているが、一度の探索動作で衛星４１及び４２の移動を探索し、給電部２０及び２３を複合的に一動作で新たな目標位置に調整する制御方法も採用され得る。
【００６２】
また、衛星４１及び４２の探索によって給電部２０、２３の位置にフィードバック制御をかける制御方法に限られず、例えばホスト装置から制御装置３０に与えられる位置情報が正確なものであれば、その情報に基づくオープン制御によって給電部２０、２３の位置を制御することも可能である。このオープン制御についても、給電部２０及び２３の位置決めを交互に行う態様と、複合的に一動作で行う態様とがある。
【００６３】
次に、本発明の第２の実施の形態のアンテナ装置について図７を用いて説明する。図７に示すように、本実施の形態のアンテナ装置５０は、球体レンズ１が、一対の支持部によって保持固定される代わりに、カバー部材３３に固定された樹脂製のレンズ保持部材３６に接合されて固定されている他は、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第２の実施の形態において、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６４】
本実施の形態によれば、回転ベース６の回転に伴って球体レンズ１が回転することが無いため、給電部２０、２３の位置決め等の駆動性能が著しく向上する。
【００６５】
なお、レンズ保持部材３６の材質は、電波の障害になりにくい材料であれば樹脂に限定されない。
【００６６】
次に、本発明の第３の実施の形態のアンテナ装置について図８を用いて説明する。図８に示すように、本実施の形態のアンテナ装置５０は、給電部２０、２３に接続される導線２８の回転ベース６と固定台７との間の部分が光信号伝達素子によって構成されている他は、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第３の実施の形態において、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６７】
導線２８は、電気信号と光信号とを互いに変換する光電変換素子２８ａ、２８ｂを含んでいる。光電変換素子２８ａは、回転ベース６の中心部に設けられた貫通孔６ｈに嵌合されており、光電変換素子２８ｂは、固定台７の中心部に設けられた貫通孔７ｈに嵌合されている。光電変換素子２８ａと光電変換素子２８ｂとの間の空隙は、約１ｍｍ程度となっている。光電変換素子２８ａ、２８ｂは、通常、半導体レーザ及びフォトディテクタ等の光カプラ部材で構成されている。
【００６８】
給電部２０、２３で受信された信号は、電気信号に変換され、この電気信号は、光電変換素子２８ａにおいて光信号に変換され、１ｍｍ程度の空隙を通過して、固定台７の中心部に設けられた光電変換素子２８ｂに至る。この光信号は、光電変換素子２８ｂで再び電気信号に変換され、導線２８を介して制御装置３０に至る。制御装置３０から給電部２０、２３への信号送信は、これと逆の経路を辿って行われる。
【００６９】
光電変換素子２８ａ、２８ｂは、２つの給電部２０、２３に対して共用されており、制御装置３０と給電部２０、２３との信号通信は、給電部２０、２３及び制御装置３０内部に設けられた図示しないダイクロックミラー等の光フィルタを用いて、波長の異なる光を用いて行われるようになっている。制御装置３０と仰角調整モータ１４との信号通信も、同様に波長の異なる光が用いられる。各種の信号通信を区別する方法としては、時分割で信号を伝送する方法も採用され得る。
【００７０】
本実施の形態によれば、回転ベース６と固定台７との間で非接触状態で信号が伝達されるため、回転ベース６の固定台７に対する回転に伴って導線２８が損傷するおそれが無く、回転ベース６を連続的に３６０度以上回転することが可能になり、よりスムーズな衛星追尾が可能となる。
【００７１】
なお、導線２８は、光ファイバによって構成されてもよい。この場合、信号伝達の媒体は導線全体において光信号となるため、光電変換素子２８ａ、２８ｂの代わりに分配器などが用いられる。
【００７２】
次に、本発明の第４の実施の形態のアンテナ装置について図９を用いて説明する。図９に示すように、本実施の形態のアンテナ装置５０は、カバー部材３３が、外側から、赤外線を反射する層３３ａと、光吸収層３３ｂと、ハッポウスチロ一ルによる断熱層３３ｃとからなる３層構造となっている他は、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第４の実施の形態において、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７３】
本実施の形態によれば、太陽光からの熱エネルギが赤外線反射層３３ａによって反射され、反射層３３ａで反射されずに通過した熱エネルギは光吸収層３３ｂによって吸収され固定ベース３２から放射され、断熱層３３ｃは密閉空間内への熱エネルギの侵入を防止するため、太陽光によってアンテナ装置５０の内部が加熱されることが効果的に防止される。
【００７４】
次に、本発明の第５の実施の形態のアンテナ装置について図１０を用いて説明する。図１０に示すように、本実施の形態のアンテナ装置５０は、カバー部材３３の一部に赤外域光の透過率が可視光の透過率より低い部材で形成された窓３３ｗが設けられている他は、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同様の構成である。第５の実施の形態において、図１乃至図６に示す第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７５】
本実施の形態によれば、窓３３ｗによって、アンテナ装置５０を分解すること無く、その内部機構の異常等を点検する事ができる。
【００７６】
なお、以上に説明した各実施の形態においては、回転ベース６の回転、円弧状アーム１２の仰角調整及び給電部２０、２３の移動の各駆動系に、平歯車の組み合わせによって構成される駆動系を採用しているが、ウオームギヤを援用することによってそれぞれの姿勢保持力を強化することが可能である他、公知の他の駆動系に置換され得ることは言うまでもない。
【００７７】
また、円弧状アーム１２を複線レールタイプに構成して、給電部２０と給電部２３とがそれぞれのレール上を移動するように構成することも可能である。この場合、給電部２０と給電部２３の移動が互いに干渉することが物理的に無くなる。なお複線レールは、アンテナ素子２６、２７が隣接可能な態様で設けられることが好ましい。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、１つの球体レンズに複数の給電部が配置可能であるため、複数の衛星を同時に追尾することができ、かつ小スペースに設置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアンテナ装置の第１の実施の形態を示す概略断面図。
【図２】図１のアンテナ装置の球体レンズの作用を示す概略図。
【図３】図１の給電部近傍を球体レンズ側から見た概略図。
【図４】図１の給電部の概略断面図。
【図５】図１の給電部の位置決め制御の概略を示す斜視図。
【図６】図１の給電部の位置決め制御の概略を示すフロー図。
【図７】本発明によるアンテナ装置の第２の実施の形態を示す概略断面図。
【図８】本発明によるアンテナ装置の第３の実施の形態を示す概略断面図。
【図９】本発明によるアンテナ装置の第４の実施の形態を示す概略断面図。
【図１０】本発明によるアンテナ装置の第５の実施の形態を示す概略断面図。
【図１１】従来のアンテナ装置の構成を示す概略図。
【図１２】従来のアンテナ装置の配置例を示す図。
【符号の説明】
１  球体レンズ
２、３  支持棒
４、５  支持柱
６  回転ベース
６ｃ  突円部
６ｈ  貫通孔
７  固定台
７ｃ  突円部
７ｈ  貫通孔
８  ベアリング
９  回転歯車
１０  回転モータ
１１  伝達歯車
１２  円弧状アーム
１３  仰角調整歯車
１４  仰角調整モータ
１５  歯付きベルト
１６  アーム板
１７  筒状レール
１８  ラックギアレール
１９  Ｖ字ベアリング
２０、２３  給電部
２１  案内モータ
２２  案内歯車
２６、２７  アンテナ素子
２８  導線
２８ａ、２８ｂ  光電変換素子
３０  制御装置
３１  固定ブッシュ
３２  固定ベース
３３  カバー部材
３３ａ  赤外線反射層
３３ｂ  光吸収層
３３ｃ  断熱層
３３ｔ  窓
３６  レンズ保持部材
４１、４２  衛星
５０  アンテナ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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