(57)【要約】【課題】移動体アンテナでは小型化だけでなく、活動範囲の拡大に伴い、アンテナ駆動範囲の拡大も必要とされてきている。小型化とアンテナ駆動範囲の拡大の両方を解決するには問題があった。【解決手段】アンテナ反射鏡１をＥＬ軸の周りに回転させるＥＬ回転構造物３、ＥＬ軸に直交するクロスＥＬ軸の周りにアンテナ反射鏡を回転させるクロスＥＬ回転構造物９、およびＥＬ軸とクロスＥＬ軸に直交するＡＺ軸の周りにアンテナ反射鏡を回転させるＡＺ回転構造物１５とからなり、ＥＬ軸とクロスＥＬ軸とＡＺ軸の３軸は１点で交わる構成として、アンテナ全体の小型化を図ると共にアンテナの駆動範囲を拡大するようにした。【選択図】図１
2008219233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナ反射鏡をＥＬ軸の周りに回転させるＥＬ回転構造物、前記ＥＬ軸に直交するクロスＥＬ軸の周りに前記アンテナ反射鏡を回転させるクロスＥＬ回転構造物、および前記ＥＬ軸とクロスＥＬ軸に直交するＡＺ軸の周りに前記アンテナ反射鏡を回転させるＡＺ回転構造物とからなり、前記ＥＬ軸とクロスＥＬ軸とＡＺ軸の３軸は１点で交わる構成としたアンテナ装置。
【請求項２】
クロスＥＬ回転構造物は、アンテナ反射鏡側の上端が切欠けられた、クロスＥＬ軸を中心とする円弧形状に形成され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】
クロスＥＬ回転構造物は、クロスＥＬ軸を中心とする円弧形状に形成され、この円弧形状に沿ってガイド部が設けられ、このガイド部を介して前記クロスＥＬ回転構造物はＡＺ回転構造物に支持されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
クロスＥＬ回転構造物の円弧形状の外周面にクロスＥＬ駆動用旋回ギアが形成され、このクロスＥＬ駆動用旋回ギアをＡＺ回転構造物に固定した駆動用モータで回転させることにより、前記クロスＥＬ回転構造物をクロスＥＬ軸周りに回転するようにした請求項２または請求項３に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
円弧形状のクロスＥＬ軸回転構造物を挟みこむようにしてＡＺ回転構造物に固定された支持構造物を設け、この支持構造物で前記クロスＥＬ回転構造物に設けられたガイド部を保持することにより、前記クロスＥＬ回転構造物をＡＺ回転構造物に支持させるようにした請求項２乃至請求項４のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
ＥＬ回転構造物はリング形状に形成され、このリング形状のＥＬ回転構造物に固定されたＥＬ軸シャフトを介して、クロスＥＬ軸回転構造物に回転自在に支持されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
ＥＬ回転構造物の外周部に円弧形状のクロスＥＬ回転構造物と直交するように円弧形状のＥＬ駆動用旋回ギアを設け、このＥＬ駆動用旋回ギアを前記クロスＥＬ回転構造物に固定した駆動用モータで回転させることにより、前記ＥＬ回転構造物をＥＬ軸周りに回転するようにした請求項６に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
アンテナ反射鏡による電波の送受信を行う電子機器をＥＬ回転構造物のリング形状の内側に設けた請求項６または請求項７に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンテナの方向を変えるための回転駆動系を有するアンテナ装置、特に船舶などに搭載されて衛星を介して通信を行う移動体アンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の小型化アンテナ装置の構造として、Ｘ軸とＹ軸の２軸駆動方式があげられる。例えば、アンテナの回転軸となるＸ軸とＹ軸の２回転軸を同一平面内に配置し、かつ反射鏡を各軸回りに駆動させるための回転駆動機構を各軸回りに配置せず、アンテナ設置部（例えば、地上）に敷設されたＸ方向ガイドとＹ方向ガイド上を移動する移動装置にアンテナ反射鏡底部を接続して、或いはアンテナ設置部に配置されたＸ方向ワイヤー巻取装置とＹ方向ワイヤー巻取装置により引張られるワイヤーにアンテナ反射鏡底部を接続して、反射鏡を回転駆動させる機構とすることで、アンテナ装置の小型化、軽量化、駆動機構の簡易化を実現させている。（特許文献１参照）
しかしこのような装置では、駆動範囲が天頂方向まわりに限られる。また、２軸構成で駆動範囲の拡大を図る場合、キーホールの存在がモータ容量の増大につながり、小型化には不利となる。
【０００３】
キ-ホールがなく、駆動範囲の拡大を実現させるために、ＡＺ軸／ＥＬ軸／クロスＥＬ軸の３軸駆動方式を採用したものも知られている。この３軸駆動方式のアンテナ装置は、アンテナ反射鏡をＡＺ（方位角）軸、ＥＬ（仰角）軸の回りに回転させる他、天頂付近を通過する衛星の高速追跡を一層容易にするために、ＥＬ軸に直交するクロスＥＬ軸回りにも回転させる３軸回転型のアンテナ装置であり、各軸ともに直交するよう配置されている。しかしＥＬ回転構造部はＡＺ回転構造部本体の横側に配置され、クロスＥＬ回転構造部はＥＬ回転構造部本体とアンテナ反射鏡の間に配置されるようになっており、クロスＥＬ軸はＡＺ軸／ＥＬ軸の２軸からオフセット配置されている。（特許文献２参照）
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８９２１０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１７６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、船舶用移動体アンテナでは小型化だけでなく、活動範囲の拡大に伴い、アンテナ駆動範囲の拡大も必要とされてきている。しかし、上述したような従来のアンテナでは、特許文献１のものは駆動範囲が天頂方向周辺に限られているため、駆動範囲の拡大が課題であり、また特許文献２のものはクロスＥＬ軸がＡＺ軸／ＥＬ軸の２軸からオフセット配置のため、アンテナの小型化が課題であり、アンテナの小型化とアンテナ駆動範囲の拡大の両方を解決するには問題があった。
【０００６】
この発明は、このような従来の課題を解決するもので、ＡＺ軸／ＥＬ軸／クロスＥＬ軸の３軸駆動方式のアンテナ装置において、小型化かつアンテナ駆動範囲の拡大が可能となるアンテナ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のアンテナ装置は、アンテナ反射鏡をＥＬ軸の周りに回転させるＥＬ回転構造物、ＥＬ軸に直交するクロスＥＬ軸の周りにアンテナ反射鏡を回転させるクロスＥＬ回転構造物、およびＥＬ軸とクロスＥＬ軸に直交するＡＺ軸の周りにアンテナ反射鏡を回転させるＡＺ回転構造物とからなり、ＥＬ軸とクロスＥＬ軸とＡＺ軸の３軸は１点で交わる構成としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、ＥＬ軸、ＥＬ軸に直交するクロスＥＬ軸、ＥＬ軸とクロスＥＬ軸に直交するＡＺ軸の３軸構成とすることで、キーホールなくアンテナの駆動範囲を拡大することが可能となる。さらに、ＥＬ軸とクロスＥＬ軸とＡＺ軸の３軸を１点で交わるようにすることによりアンテナ全体の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置を図に基づいて説明する。図１はこの発明のアンテナ装置の正面図、図２はアンテナ装置の側面図、図３はアンテナ装置のＥＬ駆動機構の一部破断斜視図、図４はアンテナ装置のクロスＥＬ駆動機構とＡＺ駆動機構の一部破断の斜視図を示す。
【００１０】
図において、アンテナ反射鏡１の底部には電波を送受信する電子機器を収納した電子機器筐体２が取り付けられている。電子機器筐体２の外周にはそれを囲むようにアンテナ反射鏡１に固定されたリング状のＥＬ回転構造物３が設けられている。
ＥＬ回転構造物３はＥＬ軸シャフト４に固定され、ＥＬ軸シャフト４はＥＬ軸Ａの周りに回転するようになっている。ＥＬ軸シャフト４はＥＬ用軸受５を介してＥＬ軸Ａに直交するクロスＥＬ軸Ｂの周りにアンテナ反射鏡１を回転させるクロスＥＬ回転構造物９に支持されている。ＥＬ回転構造物３の外周面には円弧形状のＥＬ駆動用旋回ギア６が取付けられている。クロスＥＬ回転構造物９の円弧形状の底部内周面側にはＥＬ駆動用モータ７（図１参照）が取り付けられ、このＥＬ駆動用モータ７の小歯車８によりＥＬ駆動用旋回ギア６を回転させる。ＥＬ駆動用旋回ギア６の回転によりＥＬ回転構造物３をＥＬ軸Ａの周りに回転させ、アンテナ反射鏡１をＥＬ（仰角）方向に指向させる。
【００１１】
クロスＥＬ回転構造物９はＥＬ回転構造物３の駆動範囲を妨げないようにアンテナ反射鏡１側の上端部が切り欠けられた切欠部を有した円弧形状に形成され、この円弧形状の中心はＥＬ軸Ａに直交し、その交点が１点となるクロスＥＬ軸Ｂとなる。円弧形状のクロスＥＬ回転構造物９は円弧形状のＥＬ駆動用旋回ギア６とその円弧が直交するように配置される。クロスＥＬ回転構造物９の円弧形状の両側面にはＲガイドと称するガイド部１０が設けられている。このガイド部１０はレール１０ａとブロック１０ｂとで構成され、レール１０ａはクロスＥＬ回転構造物９の円弧形状全長に沿って配置され、ブロック１０ｂはＡＺ回転構造物１５に固定された台形状の支持構造物１１に固定され、レール１０ａを挟み込むようにしてレール１０ａを支持している。したがって台形状の支持構造物１１はガイド部１０を介してクロスＥＬ回転構造物９を支持し、クロスＥＬ回転構造物９は台形状の支持構造物１１を介してＡＺ回転構造物１５に支持される。クロスＥＬ回転構造物９の円弧形状の一側の外周面にはクロスＥＬ駆動用旋回ギア１２が取り付けられ、またＡＺ回転構造物１５にはクロスＥＬ駆動用モータ１３（図２参照）が固定されている。このクロスＥＬ駆動用モータ１３の小歯車１４によりクロスＥＬ駆動用旋回ギア１２を回転させることにより、クロスＥＬ回転構造物９をクロスＥＬ軸Ｂ周りに回転させ、アンテナ反射鏡１をクロスＥＬ（仰角）方向に指向させる。
このようにＥＬ軸Ａに直交するクロスＥＬ軸Ｂの回転機構は、ＥＬ回転駆動範囲を狭めないようクロスＥＬ軸上に配置しないで、ＡＺ回転構造物１５側に配置している。
【００１２】
ＡＺ回転構造物１５と架台１７はＡＺ駆動用ギア付旋回ベアリング１６を介して接続されており、ＡＺ駆動モータ１８により３６０°連続回転が可能となっている。即ち、ＡＺ回転構造物１５にはＡＺ駆動用ギア付旋回ベアリング１６の内輪が接続され、架台１７にはＡＺ駆動用ギア付旋回ベアリング１６の外輪に接続され、ＡＺ回転構造物１５はＡＺ駆動用ギア付旋回ベアリング１６によって架台１７に回転自在に支持されている。ＡＺ駆動モータ１８はＡＺ回転構造物１５に支持固定されており、ＡＺ駆動モータ１８の駆動により小歯車１９がＡＺ駆動用ギア付旋回ベアリング１６の外輪に噛み合って回転し、それによってＡＺ回転構造物１５がＡＺ駆動用ギア付旋回ベアリング１６の内輪と共に回転する。ＡＺ回転構造物１５はＡＺ軸Ｃの周りに回転し、アンテナ反射鏡１をＡＺ（方位角）方向に３６０°指向させる。このＡＺ回転構造物１５の回転中心となるＡＺ軸ＣはＥＬ軸ＡとクロスＥＬ軸Ｂと直交し、ＥＬ軸ＡとクロスＥＬ軸ＢとＡＺ軸Ｃの交点Ｄは１点で交わるようになっている。
【００１３】
アンテナ反射鏡１、ＥＬ回転構造物３、クロスＥＬ回転構造物９、ＡＺ回転構造物１５、およびそれらの回転駆動機構は全てレドーム２０により覆われ、全天候から保護されるようになっている。またアンテナ反射鏡１には副反射鏡２１とホーンアンテナ２２が取り付けられている。
【００１４】
上記構成において、その動作を簡単に説明する。今、ＡＺ駆動モータ１８を駆動すると、ＡＺ駆動モータ１８−小歯車１９−ＡＺ駆動用ギア付旋回ベアリング１６を介してＡＺ回転構造物１５がＡＺ軸Ｃの周りに回転する。このＡＺ回転構造物１５は支持構造物１１−ガイド部１０を介してクロスＥＬ回転構造物９を支持しており、またクロスＥＬ回転構造物９はＥＬ用軸受５−ＥＬ軸シャフト４を介してＥＬ回転構造物３を支持している。更にＥＬ回転構造物３にはアンテナ反射鏡１が取り付けられている。したがってＡＺ駆動モータ１８の回転により、ＡＺ回転構造物１５、クロスＥＬ回転構造物９、ＥＬ回転構造物３およびアンテナ反射鏡１が同時にＡＺ軸Ｃの周りに回転する。
【００１５】
この状態で、ＥＬ駆動用モータ７を回転駆動すると、ＥＬ駆動用モータ７−小歯車８−ＥＬ駆動用旋回ギア６を介してＥＬ回転構造物３をＥＬ軸Ａの周りに回転させ、アンテナ反射鏡１が同時にＥＬ軸Ａの周りに回転する。更にこの状態で、クロスＥＬ駆動用モータ１３を回転駆動すると、クロスＥＬ駆動用モータ１３−小歯車１４−クロスＥＬ駆動用旋回ギア１１を介してクロスＥＬ回転構造物９をクロスＥＬ軸Ｂの周りに回転させ、アンテナ反射鏡１が同時にクロスＥＬ軸Ｂの周りに回転する。
こうして、アンテナ反射鏡１をＡＺ（方位角）、ＥＬ（仰角）、クロスＥＬの全方向に向けて指向させることができ、衛星の追尾性能が向上する。
【００１６】
このようにこの発明の実施形態１によれば、ＥＬ軸とこのＥＬ軸に直交するクロスＥＬ軸とＥＬ軸およびクロスＥＬ軸に直交するＡＺ軸の３軸構成にすることでアンテナの駆動範囲を拡大すると共に、ＥＬ軸とクロスＥＬ軸とＡＺ軸の３軸を１点で交わる構成にすることで、アンテナ全体の構成を小型化することができる。
また、クロスＥＬ軸上に駆動機構を配置させないようにすることで、ＥＬ軸駆動機構の駆動範囲を狭めることはなくなり、またクロスＥＬ駆動範囲を拡大することが可能となる。
【００１７】
また、ＥＬ回転構造物を支持するクロスＥＬ回転構造物をクロスＥＬ軸まわりに描かれる切欠部を有する円弧形状とし、この円弧形状の側面にはガイド部を設け、このガイド部を介して円弧形状のクロスＥＬ回転構造物をＡＺ回転構造物に支持することで、クロスＥＬ軸駆動機構がＥＬ駆動範囲を狭めることなく、かつクロスＥＬ駆動範囲を拡大することが可能である。クロスＥＬ駆動範囲を拡大することで天頂付近での衛星追尾においてＡＺ駆動モータの容量が軽減でき、小型化につながる。
また、アンテナ反射鏡の裏側にスペースが形成できるため、アンテナ送受信のロス削減のために送受信機を放射系に近づけて配置することも可能であり、反射鏡の裏に給電系や電子機器を搭載するアンテナ装置には特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の正面図を示す。
【図２】この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の側面図を示す。
【図３】この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置のＥＬ駆動機構を一部破断した斜視図を示す。
【図４】この発明の実施の形態１におけるアンテナ装置のクロスＥＬ駆動機構とＡＺ駆動機構を一部破断した斜視図を示す。
【符号の説明】
【００１９】
１：アンテナ反射鏡                    ２：電子機器筐体
３：ＥＬ回転構造物                    ４：ＥＬ軸シャフト
５：ＥＬ用軸受                        ６：ＥＬ駆動用旋回ギア
７：ＥＬ駆動モータ                    ８：小歯車
９：クロスＥＬ回転構造物            １０：ガイド部
１１：支持構造物                      １２：クロスＥＬ駆動用旋回ギア
１３：クロスＥＬ駆動モータ            １４：小歯車
１５：ＡＺ駆動構造物                  １６：ＡＺ駆動用ギア付旋回ベアリング
１７：架台                            １８：ＡＺ駆動モータ
１９：小歯車                          ２０：レドーム
２１：副反射鏡                        ２２：ホーンアンテナ
Ａ：ＥＬ軸                            Ｂ：クロスＥＬ軸
Ｃ：ＡＺ軸                            Ｄ：ＥＬ軸とクロスＥＬ軸とＡＺ軸の交点
【図１】
2008219233.tif 000003
【図２】
2008219233.tif 000004
【図３】
2008219233.tif 000005
【図４】
2008219233.tif 000006