(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道上の衛星をネットワーク交換ノードとして利用する移動体衛星通信端末において、縦長状の筐体を備え、該縦長筐体の一の側壁側を厚肉に形成して、中空筒体状のヘリカルアンテナを前記厚肉の部分に縦方向に延在させて形成し、前記中空筒体状のヘリカルアンテナ内を電池挿入空間としたことを特徴とする移動体衛星通信端末。
【請求項２】
軌道上の衛星をネットワーク交換ノードとして利用する移動体衛星通信端末において、
キー操作部と表示部を有する正面部に対し、その背面側の一の側壁側を厚肉に他側を薄肉状に断面非対称に形成するとともに、前記厚肉部に中空筒体状のヘリカルアンテナを形成して、該中空筒体内を電池挿入空間として形成したことを特徴とする移動体衛星通信端末。
【請求項３】
軌道上の衛星をネットワーク交換ノードとして利用する移動体衛星通信端末において、
正面部に別置の地上波移動体端末を取り付ける取付部を形成するとともに、該取り付け部の背面側の一の側壁側を厚肉に形成し、該厚肉部に中空筒体状のヘリカルアンテナを形成して、該中空筒体内を電池挿入空間として形成したことを特徴とする移動体衛星通信端末。
【請求項４】
少なくともキー操作部と表示部とマイク及びスピーカを含む音声変換部とを設けずに、前記取付部に着脱自在に装着した地上波移動体端末のキー操作部と音声変換部を利用して、キー操作と送受話を行なうことを特徴とする請求項３記載の移動体衛星通信端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
軌道上の衛星をネットワーク交換ノードとして利用する、いわゆる移動体衛星通信端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より移動体衛星通信の一例としては米国モトローラ社のイリジウム計画などが知られている。イリジウム計画の通信システムは、例えば特開平６−１８１４５６号に示すように、その構成を図５に基づいて説明するに、衛星網１００（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）は例えば６６基の衛星２００が地球（図示せず）の周りの比較的低い軌道上に配置されている。このような衛星網１００では、地球の表面の任意の点から衛星の少なくとも一つに、直接見通して無線通信（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を行なうことができる。低軌道のため、衛星網および衛星は、地球に対して常に移動している。例えば、衛星が地球から７６５Ｋｍの上空の軌道に配置されている場合、上空の衛星は地表の一点に対して約２５，０００Ｋｍ／時の速度で移動している。このため、衛星は、最大約９分の期間において地表の一点の視界に入る。
【０００３】
又地球の表面上には夫々の地域若しくは国毎に多数の加入者線交換局１０１（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｏｆｆｉｃｅ：ＳＯ）が配設されており、ＲＦトランク通信リンク１０２（ｔｒｕｎｃｋｉｎｇ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  ｌｉｎｋ）を介して衛星同士が隣接する衛星とデータ通信を行なっている。また、衛星はトランク通信リンクを介して互いにデータ通信を行なっている。
【０００４】
従って、衛星の衛星網１００を介して交換局１０１は地球上のいずれの地域でも任意点に送出される通信（呼）を制御することができる。交換局１０１は多数のＰＳＴＮ回線を介して一般電話交換網（ＰＳＴＮ）１０３に結合し、ＰＳＴＮ回線から移動体衛星通信回線の加入者１０４に送出される呼を受信することができ、また、ＰＳＴＮ回線１０３に移動体衛星通信回線の加入者１０４によって発信される呼を送出することができる。
また、移動体衛星通信回線は、数百万もの任意の数の移動体衛星通信端末ＭＵを含んでいる。  移動体衛星通信端末ＭＵは、移動体衛星通信回線網の下の地球の範囲内の任意の場所での通信が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って前記移動体衛星通信端末は、移動体衛星通信回線網の下の地球上の任意の場所での通信が可能であるが、一方ではネットワーク交換ノードとして利用する衛星網が地球から７６５Ｋｍの上空の軌道に配置されているため、衛星網まで電波が到達するハイパワーが必要である。
従って移動体衛星通信端末においては、その送信回路のみならず電池電源も大きくなってしまうことが避けられないのみならず、結果として筐体も大型化する。
従って前記移動体衛星通信端末を使用する場合、常に大きい端末を携帯する必要があり、昨今の小型端末を携帯するのと違って、ユーザに大きな負担をかけることになる。
【０００６】
本発明はかかる技術的課題に鑑み、持ちやすさと省容積化を達成し得る移動体衛星通信端末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】
本発明では、軌道上の衛星をネットワーク交換ノードとして利用する移動体衛星通信端末において、縦長状の筐体を備え、該縦長筐体の一の側壁側を厚肉に形成して、中空筒体状のヘリカルアンテナを前記厚肉の部分に縦方向に延在させて形成し、前記中空筒体状のヘリカルアンテナ内を電池挿入空間としたことを特徴とする移動体衛星通信端末が得られる。
アンテナの取り付け方法は任意であるが、特に、衛星通信端末においては衛星よりの微弱且つ指向性の高いデジタル信号を送受波するものであるために、アンテナ角度の調整若しくはアンテナを引出して使用できる方が好ましい。
又移動体衛星通信端末は例えば、中空筒体の先端部に形成されたマイクロストリップ平面アンテナと、前記中空筒体の周面に形成された前記ヘリカルアンテナとが同軸状に形成された複合アンテナを構成する。
【０００８】
本発明による移動体衛星通信端末では、それ自体が単独でキー操作と送受話が出来るもの（請求項４及び図４に記載のもの）及び別置のＰＨＳや地上波移動体端末のキー操作部と表示部とマイク及びスピーカを含む音声変換部を利用してキー操作と送受話を行なうもの（請求項５、６及び図１、２に記載のもの）の両者を含む。
【０００９】
さらに、本発明では、それ自体が単独でキー操作と送受話が行えるようにしてもよく、この際には、キー操作部と表示部を有する正面部に対し、その背面側の一の側壁側を厚肉に他側を薄肉状に断面非対称に形成するとともに、前記厚肉部に中空筒体状のヘリカルアンテナを形成して、該中空筒体内を電池挿入空間として形成したことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明では、地上波移動体端末のキー操作部と音声変換部を利用して、キー操作と送受話を行なう移動体衛星通信端末としてもよく、この際には、正面部に別置の地上波移動体端末を取り付ける取付部を形成するとともに、該取り付け部の背面側の一の側壁側を厚肉に形成し、該厚肉部に中空筒体状のヘリカルアンテナを形成して、該中空筒体内を電池挿入空間として形成したことを特徴とする。
そして、このような移動体衛星通信端末は、少なくともキー操作部と表示部とマイク及びスピーカを含む音声変換部を設けずに、前記取付部に着脱自在に装着した地上波移動体端末のキー操作部と音声変換部を利用して、キー操作と送受話を行なう。
【００１１】
本発明では、アンテナを中空筒体状に形成するとともに、該中空筒体内を電池挿入空間として形成した為に、独立した電池取り付け空間が不要になるとともに、特にハイパワーで大型の電池電源が必要な移動体衛星通信端末においては、極めて大きな省スペース化が達成出来る。
この場合携帯端末側のアンテナは衛星のアンテナの相対的な位置関係の変動に対する回線品質を維持するために、全天周方向に対して通信感度を保つことが必要であり、この為に、前記アンテナをマイクロストリップ平面アンテナとヘリカルアンテナを同軸状に形成した複合アンテナで構成し、低仰角の指向性と低仰角での軸比の改善を図る。
【００１２】
さて移動体衛星通信端末の場合大型の電池を複数本直列配置して構成する為に、必然的に筒状アンテナも大口径化且つロングサイズとなってしまう。
この為、本発明において、前記端末を縦長状の筐体で形成するとともに、該縦長筐体の一の側壁側を厚肉に形成し、該厚肉部に前記中空筒体状のヘリカルアンテナを形成して対処している。
そして前記構成を取った場合にいずれの部位を厚肉にするかが問題となる。
【００１３】
そこで、本発明においては、前記アンテナ挿設用の厚肉部の形成位置を特定したものである。
一般に携帯端末は一方の手で持って他方の手でキー操作を行なう。従ってその端末は親指と人差し指に挟まれる空間内で保持される。そして該空間は親指の奥側より先側に進むに連れ、先広がりの楔状になっている。この為このような楔状三角形の空間内に程良く携帯端末を把持するには、端末側の断面形状もこの楔状三角形にあわせると掴みやすくなり、人間工学的に好ましい。
【００１４】
そしてこの場合端末正面側にはキー操作と表示部等を設けるために平面状が好ましい。
そこで、本発明では、それ自体が単独でキー操作と送受話が出来る端末において、キー操作部と表示部を有する正面部に対し、その背面側の一の側壁側を厚肉に他側を薄肉状に断面非対称に形成するとともに、前記厚肉部に中空筒体状のヘリカルアンテナを形成している。
【００１５】
さて移動体衛星通信端末は、遠距離や海外のみならず、近距離の通信も可能であるが近距離の通信に利用すると通信コストが大になってしまう。そこでＰＨＳやセルラ等の地上波移動体端末と組み合わせたデュアルモード式の移動無線端末を用いるのがよい。
そこで、本発明では、地上波移動体端末のキー操作部と音声変換部を利用して、キー操作と送受話を行なうデュアルモード式の移動体衛星通信端末として好ましい端末に適用され、正面部に別置の地上波移動体端末を取り付ける取付部を形成するとともに、該取り付け部の背面側の一の側壁側を厚肉に形成し、該厚肉部に中空筒体状のヘリカルアンテナを形成し、該中空筒体内を電池挿入空間として形成したことを特徴とする。
そして更に、移動体衛星通信端末に少なくともキー操作部と表示部とマイク及びスピーカを含む音声変換部とを設けずに、前記取付部に着脱自在に装着した地上波移動体端末のキー操作部と音声変換部を利用して、キー操作と送受話を行なうことを特徴としている。
【００１６】
かかる発明によれば、近距離は地上波携帯端末、遠距離は移動体衛星通信端末と選択的に使用できるために、通信コストが合理的に低減出来るとともに、キー操作部と音声変換部等を地上波携帯端末側にのみ設けた為に、その分移動体衛星通信端末の重量負担の軽減を図れる。
又、地上波携帯端末に発呼用電話番号メモリを内蔵して衛星通信を行なう場合にも、地上波携帯端末内に設定されている機能（呼び出し音など）が共通に使用でき、且つ、内蔵メモリに登録している電話帳も共通に使用できるため、別々に登録する手間が必要ない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１は本発明の実施形態に係るデュアルモード式の衛星通信端末を示し、Ａは少なくともキー操作部と表示部とマイク及びスピーカを含む音声変換部を除くイリジウム端末機能を具えてなる衛星通信端末、Ｂは公知の地上波移動体端末機能を具えてなるＰＨＳやセルラ等の携帯端末である。
尚、本実施例においては携帯の利便を考え、衛星通信端末Ａ側に携帯端末Ｂが収納する構成を取っているが両者は必ずしも機械的に一体化する必要はなく、別置きタイプに構成してもよい。
衛星通信端末Ａは略縦型長方体状をなし、前壁面のほぼ全域に亙って断面方形状に凹部空間１を形成し、該凹部空間１にＰＨＳやセルラ等の携帯端末Ｂを収納可能に構成するとともに、前記凹部空間１上壁より携帯端末Ｂのアンテナ１３が突設可能な構成の為に、前記上壁の一部を切り欠いている。
又衛星通信端末Ａ部の横断面形状は、図２（Ｂ）に示すように、凹部空間１を形成した正面部より背面側に位置する後壁面を、図上左方後壁から右方後壁（正面からみると右方から左方）に向けて片側に向け膨出させ、より具体的には膨出部頂部が中央からずれて右方後壁側に位置するように膨出させるとともに、その膨出部に大型の電池４５が収納可能な円筒空間５Ａを形成し、該円筒枠５を複合アンテナとして機能させている。
【００１８】
複合アンテナ５は図３に示すように、マイクロストリップ平面アンテナとヘルカルアンテナを同軸状に形成した複合アンテナで構成している。図中５１は一点背面給電方式のマイクロストリップ平面アンテナ（以下ＭＳＡと略す）、５２はヘリカルアンテナ、５３はＭＳＡ５１の地導体でありかつヘリカルアンテナ５２の給電を担う円形の導体板である。
更に詳しくは、５１ａはＭＳＡの給電ピン、５１ｂはＭＳＡのパッチ状放射素子、５１ｃはＭＳＡの誘電体基板、５２ａはヘリカルアンテナを支持する誘電体柱、５２ｂはヘリカルアンテナの線状放射素子、５２ｃはヘリカルアンテナの下端の交差部で、放射素子が互いの接触を防ぐ絶縁体である。また５２ｄはヘリカルアンテナ５２の下端に設けた放射素子の交差部である。給電ピン５１ａはパッチ状放射素子５１ｂの対角線上の中心から外れた位置に配置される。各線状放射素子５２ｂは誘電体柱５２ａ側面に沿って形成され、かつ上端部が導体板５３に直流的もしくは容量的に接続し、給電されるようになている。
【００１９】
又、ＭＳＡアンテナ５１の場合、円偏波で動作する所望の周波数は、円筒体の縦横の直径と長さと誘電体基板５１ｃの比誘電率、誘電体基板５１ｃの厚さ等を調整して得られる。また、ヘリカルアンテナ５２の幅やサイズにより数ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚの変動があるのでこの変動を予め考慮する必要がある。
そして本実施例のように、ヘリカルアンテナ５２の外形（断面形状とその寸法）をＭＳＡ１と略一致させると、低仰角から天頂方向のほぼ全方向にわたってほぼ均一な指向性を得られる。
そして前記複合アンテナの内部には、ＭＳＡ５１（導体板５３を含む）を取り外して複数本の電池電源用の単１の乾電池４５が直列挿入可能に構成し、そのアンテナ開口上部に取り外したＭＳＡ５１（導体板５３を含む）を取り付けさらに蓋体５５が嵌合可能に構成されている。ＭＳＡ５１を取り付けると給電ピン５１ａに複合アンテナ５の内壁を通した給電線が接続するようになっている。
なお、図１（Ｂ）では説明のため複合アンテナ５先端部のＭＳＡ５１を省略してある。
【００２０】
元に戻り、前記凹部空間１底面には、携帯端末Ｂの底面に設けた赤外線ポート１２もしくは雌形コネクタ１２と対面する位置に、同様に赤外線ポート若しくは雄形コネクタ３を配置し、前記ポート若しくはコネクタの結合により電気的接続を可能に構成するとともに、前記凹部空間１の左右両内壁面側に、バネ力に抗して拡幅方向に揺動可能な一対の係合凸部４が設けられている。
【００２１】
又衛星通信端末Ａの側壁には電源スイッチ２が取り付けられており、該電源スイッチのＯＮにより衛星通信の待ち受け状態に移行する。尚、前記電源スイッチ２は独立して設けずに、前記した一対の係合凸部４内に設け、携帯端末Ｂの装着動作に連動して自動的に衛星通信の待ち受け状態と切断状態の切り換えが出来るようにしてもよい。
更に衛星通信端末Ａの上面には衛星通信の待ち受け状態か切断状態かを、更には衛星通信の発呼若しくは受呼中かを判別するＬＥＤ２１が取り付けられており、該ＬＥＤ２１が赤の場合は衛星通信の切断状態、緑の場合は待ち受け状態、緑点滅の場合は発呼若しくは受呼中、赤の点滅の場合は電池切れを示す。
【００２２】
前記係合凸部４は図２に示すように先端楔状の略直角三角形状をなし、内部よりバネ１５Ａを付勢することにより、携帯端末Ｂ側の係合凹部１１に係合凸部４先端が係合し、位置固定されるように構成されている。
又前記係合凸部４の先端楔部までの高さは任意に設定され、例えばＰＨＳとセルラの複数種の形状（幅）の異なる携帯端末Ｂが取り付け可能に構成されている。
即ち本実施形態に用いるＰＨＳやセルラ等の携帯端末Ｂは、底面に位置する赤外線ポートやコネクタ１２と左右両側面に設けられた前記係合凸部４の先端楔部が嵌合する係合凹部１１の位置が一致している事が前提で、これにより図２の（Ｂ）で示すように、形状（幅）の異なる携帯端末Ｂ１、Ｂ２が取り付け可能となる。
【００２３】
一方本実施形態に用いるＰＨＳやセルラ等の携帯端末Ｂは、底面に位置する赤外線ポートやコネクタ１２と左右両側面に設ける係合凹部１１を有する事は前記した通りであるが、上縁左部にアンテナ１３を立設させるとともに、上端に着信ランプ１９ａ、上部前面に受話部スピーカ３３が設けられ、その下にキー等の操作による送信情報をはじめとして各種情報を表示する表示部１４が設けられている。
又前面下部には、電源スイッチ、発呼信号を送信する通話スイッチ、オンフックスイッチ等により構成される通話キー１５、その下にテンキー１６、更にその下に音量調節・機能選択その他の各種機能を実現するためのキーからなるファンクションキー１７が配設されている。そして前記係合凹部１１内にイリジウム回線を許容する許容スイッチ１７Ｆが設けられている。そして該係合凹部１１を介して許容スイッチ１７Ｆを押圧し且つ電源スイッチ２をＯＮする事により表示部１４でイリジウム回線接続状態である事を知らせる。３４はマイクである。
【００２４】
かかる実施形態によれば、電源スイッチ２をＯＮした状態で、目的とする携帯端末Ｂを衛星通信端末Ａ部側の凹部空間１に押込む事により、前記凹部空間１の左右両内壁両面側に突設している一対の係合凸部４が、バネ力に抗して拡幅化しつつ、前記係合凸部４の先端楔部が携帯端末Ｂの側部に設けた係合凹部１１と嵌合すると同時に係合凹部１１を介して許容スイッチ１７Ｆを押圧する。
そして前記係合により、表示部１４でイリジウム回線接続状態である事を知らせるとともに、前記２つの端末の赤外線ポート３、１２が対峙し、電気的結合がなされる。
【００２５】
図４は地上波携帯端末Ｂと組み合わせる事なく、イリジウム衛星通信端末Ａのみで構成された他の実施例で、衛星通信端末Ａは略縦型長方体状をなし、前壁面に内部に音声変換部その他の各種回路が内包されているとともに、前面上部より受話部スピーカ３３Ａが設けられ、その下にキー等の操作による送信情報をはじめとして各種情報を表示する表示部１４Ａが設けられている。
又前面下部には、音量調節・機能選択その他の各種機能を実現するためのキーからなるファンクションキー１７Ａ、その下にテンキー１６Ａ、更にその下に電源スイッチ、通話スイッチ、オンフックスイッチ等により構成される通話キー１５が配設されている。３４Ａはマイクであり、他の構成は前記実施例と同様である。
【００２６】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、アンテナを中空筒体状に形成するとともに、該中空筒体内を電池挿入空間として形成した為に、独立した電池取り付け空間が不要になるとともに、特にハイパワーで大型の電池電源が必要な移動体衛星通信端末においては、極めて大きな省スペース化が達成出来る。
この場合前記アンテナをマイクロストリップ平面アンテナとヘリカルアンテナを同軸状に形成した複合アンテナで構成した為に、衛星のアンテナの相対的な位置関係の変動に対する回線品質を維持し、全天周方向に対して通信感度を保つことが出来る。
また、本発明では、それ自体が単独でキー操作と送受話が出来る端末において、人間工学的に好ましい端末を提供できる。
さらに、本発明では、人間工学的に好ましい端末の提供とともに、地上波移動体端末のキー操作部と音声変換部を利用して、キー操作と送受話を行なうデュアルモード式の移動体衛星通信端末を得る事が出来、近距離は地上波携帯端末、遠距離は移動体衛星通信端末と選択的に使用できるために、通信コストが合理的に低減出来るとともに、キー操作部と音声変換部等を地上波携帯端末側にのみ設けた為に、その分移動体衛星通信端末の重量負担の軽減を図れる。
また、本発明では、複数種の地上波携帯端末の使用が可能であるために、ＰＨＳやセルラのように異なる地上波携帯端末、又イリジウムのように世界展開する場合には、販売・使用する地域に応じて、各国若しくは各地域の地上波携帯端末の端末と容易に交換して使用する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るデュアルモード式移動無線端末を示し、（Ａ）はイリジウム衛星通信端末側の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の一部切欠き斜視図、（Ｃ）は携帯端末をイリジウム衛星通信端末に装着させた状態を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１（Ｃ）の一部切欠きを含む正面図、（Ｂ）は内部機構を省略したＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の複合アンテナの詳細を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るイリジウム衛星通信端末を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は上からみた平面図、（Ｃ）は内部機構を省略したＡ−Ａ線断面図である。
【図５】周回軌道上の衛星網をネットワーク交換ノードとして利用するイリジウム移動体端末システムを示す。
【符号の説明】
Ａ                衛星通信端末
Ｂ                携帯端末
１                凹部空間
２                電源スイッチ
４                係合凸部
３、１２          赤外線ポート若しくはコネクタ部
５                複合アンテナ
５Ａ              電池挿入空間
５１              マイクロストリップ平面アンテナ（ＭＳＡ）
５２              ヘリカルアンテナ
１７Ｆ            衛星通信許容キー
２１              衛星端末ＡのＬＥＤ
３３、３３Ａ      受話部スピーカ
３４、３４Ａ      マイク
４５              電池
【図１】
0003595105.tif 000002
【図２】
0003595105.tif 000003
【図３】
0003595105.tif 000004
【図４】
0003595105.tif 000005
【図５】
0003595105.tif 000006