(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フレームと、
前記支持フレームに対して並進運動および回転運動が可能となるよう機械的に構成され、前記支持フレームに対してビーム方向が可変な複数のアンテナパネル（１４）と、
前記アンテナパネルに連結された少なくとも一つのアクチュエータと、を備え、
前記少なくとも一つのアクチュエータは、
前記複数のアンテナパネルのビーム方向（１７）を変えて送信機又は受信機を追尾するように、前記複数のアンテナパネルを、互いに実質的に平行に保ちつつ、前記支持フレームに支持された軸（１６）周りに回転させ、
所定範囲のどのビーム方向（α）から見ても、前記複数のアンテナパネルのうち少なくとも二つの隣接するアンテナパネル同士が、ビーム方向（１７）に垂直な平面上に投影した際、互いが実質的に接し、一のアンテナパネルが他のアンテナパネルによって部分的又は完全に覆われることがないように、前記少なくとも二つのアンテナパネルの前記軸（１６）を基準面（１１）に実質的に平行な方向へ動かすことにより、前記少なくとも２つの隣接するパネルの間の距離（Ｄ）を調整するよう構成されることを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記アンテナパネルは、それぞれが関連する平行回転軸上で回転自在に前記支持フレームに接続され、前記回転軸に垂直な一方向に、互いに対して並進運動可能であることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項３】
少なくとも１つの他のパネルを備え、前記少なくとも一つの他のパネルが、前記アンテナパネルの回転軸に平行な軸の周囲を、前記アンテナパネルの他のパネルの回転仰角に対して限定された範囲でのみ回転自在であることを特徴とする請求項２記載のアンテナ。
【請求項４】
前記少なくとも一つのアクチュエータが、全てのアンテナパネルの開口の和と同程度の開口を有する単独のアンテナと実質的に同じアンテナ利得を維持しながら、ビーム方向を変化させるよう構成されたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項５】
前記少なくとも一つのアクチュエータの制御のもとで前記アンテナパネル回転軸に垂直な軸の周囲に回転できるよう、前記支持フレームが主支持フレーム内に搭載されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項６】
前記アクチュエータが空気圧式アクチュエータから成ることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項７】
前記アクチュエータが電動式アクチュエータから成ることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項８】
前記アクチュエータが直動式アクチュエータから成ることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項９】
前記アクチュエータがモーターから成ることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１０】
各アンテナパネル上に複数のアンテナ素子が配置されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１１】
前記アンテナパネルのビーム方向を、共通のビーム焦点方向に沿って整列させることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１２】
前記複数のアンテナパネルが少なくとも４つのアンテナパネルから成ることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
【請求項１３】
支持フレームと、前記支持フレームに対して並進運動および回転運動が可能となるよう機械的に構成され、前記支持フレームに対してビーム方向が可変な複数のアンテナパネル（１４）と、前記アンテナパネルに連結され、前記複数のアンテナパネルのビーム方向を変えて送信機又は受信機を追尾するように構成された少なくとも一つのアクチュエータとを備えたアンテナ（１０）により電気信号を受信又は送信する方法であって、
前記アンテナパネル（１４）のビーム方向（１７）を送信機又は受信機に向け、
送信機又は受信機を追尾しながら、共通のビーム方向を定義するアンテナパネルのビーム方向（１７）を変化させ、
何れの組の隣接するアンテナパネル同士も、ビーム方向に垂直な平面上に投影した際に互いが実質的に接し、所定範囲のどのビーム方向から見ても、何れのアンテナパネルも他のアンテナパネルによって部分的又は完全に覆われることがないように、前記アンテナパネルを基準面（１１）と実質的に平行な方向へ動かすことによって、ビーム方向に応じて前記アンテナパネル間の間隔（Ｄ）を変化させることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記アンテナパネルが少なくとも一つのアクチュエータによって動かされることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのアクチュエータを用いて、前記アンテナパネルを、互いに平行に維持し、仰角方向および方位角方向に回転し、アンテナパネル間相互の間隔を変化させることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
共通の支持構造でアンテナパネルを航空機に搭載することを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１７】
支持フレームと、
主ビーム方向（１７）を有するＲＦ放射パターンを定義するＲＦアンテナ素子（１２）の副配列を搭載する複数のパネル（１４）と、を備え、
前記各パネルは、実質的に平行な直線に沿った対応する副配列パターンのビームの仰角を角度制御するために、仰角駆動機構によって、互いに平行なそれぞれの第１の軸を中心に角運動可能に搭載され、
前記各パネルは、また、対応する副配列パターンのビームの方位角を角度制御するために、方位角駆動機構によって、前記第１の軸に実質的に垂直な共通の第２の軸を中心に回転可能に搭載され、
前記パネルの少なくとも一つは、また、直線並進駆動機構によって、前記第１の軸と第２の軸に実質的に垂直な直線軸に沿って、前記パネルのうち少なくも一つの他のパネルに対して、所定の距離（Ｄ）を規定するために基準面（１１）と実質的に平行な方向に並進運動可能に搭載されており、
角度（α）の範囲に亘って、隣接する一対のパネルの各々は、アンテナのビーム方向（１７）に垂直な平面上に投影された際、実質的に他方と接し、前記ビーム方向からいずれのパネルも完全にまたは部分的に覆われないことを特徴とするＲＦアンテナ配列。
【請求項１８】
前記仰角駆動機構、方位角駆動機構、および直線並進駆動機構が、所定範囲のビーム方向に亘って、パネルのビーム方向に沿った前記パネルの投影間に実質的な間隙が生じないように制御されることを特徴とする請求項１７記載のＲＦアンテナ配列。
【請求項１９】
前記仰角駆動機構、方位角駆動機構、および直線並進駆動機構が、所定範囲のビーム方向に亘って、パネルのビーム方向に沿った前記パネルの投影間に実質的な重なりが生じないように制御されることを特徴とする請求項１７記載のＲＦアンテナ配列。
【請求項２０】
前記仰角駆動機構、方位角駆動機構、および直線並進駆動機構が、所定範囲のビーム方向に亘って、パネルのビーム方向に沿った前記パネルの投影間に実質的な間隙が生じないように制御されると共に、所定範囲のビーム方向に亘って、パネルのビーム方向に沿った前記パネルの投影間に実質的な重なりが生じないように制御されることを特徴とする請求項１７記載のＲＦアンテナ配列。
【請求項２１】
独立に制御可能な複数のパネルのそれぞれの上に、主ビーム方向を有するそれぞれのＲＦ放射パターンを定義するＲＦアンテナ素子の副配列を有するＲＦアンテナ配列を、実質的に平行な直線に沿った対応する副配列パターンのビームの仰角を角度制御するために、各パネルを互いに平行なそれぞれ第１の軸を中心に角運動させると共に、対応する副配列パターンのビームの方位角を角度制御するために、各パネルを前記第１の軸に実質的に垂直な共通の第２の軸を中心に角運動させることによって操作する方法であって、
前記独立に制御可能なパネルの少なくとも隣接する２つのパネルの間の距離（Ｄ）を決定し、
前記パネルの少なくとも一つと、前記パネルのうち少なくも一つの他のパネルとの間の距離が前記距離（Ｄ）となるように、前記パネルの少なくとも一つを、前記パネルのうち少なくも一つの他のパネルに対して、前記第１の軸と第２の軸に実質的に垂直な直線軸に沿って、角度制御された仰角に応じて、基準面に実質的に平行に並進運動させ、
角度（α）の範囲に亘って、隣接する一対のパネルの各々は、互いに前記アンテナのビーム方向（１７）に垂直な平面上に投影された際、実質的に他方と接し、前記ビーム方向からいずれのパネルも完全にまたは部分的に覆われないことを特徴とするＲＦアンテナ配列を操作する方法。
【請求項２２】
所定範囲のビーム方向に亘って、パネルのビーム方向に沿った前記パネルの投影間に実質的な間隙が生じないように、前記パネルを互いに協調させて前記軸に関して動かすことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
所定範囲のビーム方向に亘って、パネルのビーム方向に沿った前記パネルの投影間に実質的な重なりが生じないように、前記パネルを互いに協調させて前記軸に関して動かすことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
所定範囲のビーム方向に亘って、パネルのビーム方向に沿った前記パネルの投影間に実質的な間隙が生じないようにすると共に、所定範囲のビーム方向に亘って、パネルのビーム方向に沿った前記パネルの投影間に実質的な重なりが生じないように、前記パネルを互いに協調させて前記軸に関して動かすことを特徴とする請求項２２記載のＲＦアンテナ配列。
【請求項２５】
複数のパネルから成り、各パネル（１４）は主ビーム方向を有するＲＦ放射パターンを定義するＲＦアンテナ素子（１２）の副配列を搭載すると共に、互いに平行な主ビーム方向（１７）を前記副配列に対して維持しながら、仰角（α）と方位角においてＲＦ対象を追尾するために、仰角における動作と方位角における動作とを協調させるように搭載されたＲＦアンテナ配列であって、
前記パネルが、隣接する副配列の互いに平行なそれぞれの主ビーム方向に沿った投影が、ある範囲の仰角に亘って、実質的な間隙も実質的な重なりもなく概ね接するように、パネル間隔の並進運動を協調して行うように搭載されていることを特徴とするＲＦアンテナ配列。
【請求項２６】
幅ｄＬと仰角αを有する隣接パネルの対応する点と点の間のパネル間隔Ｄが、前記ある範囲の仰角に亘って、実質的にＤ＝ｄＬ/ｓｉｎ（α）となるように調整されることを特徴とする請求項２５記載のＲＦアンテナ配列。
【請求項２７】
前記パネル間隔を調整するために、前記パネルが共通の直線軸に沿って直線並進運動するように搭載されていることを特徴とする請求項２５記載のＲＦアンテナ配列。
【請求項２８】
複数のパネルのそれぞれの上に、主ビーム方向を有するＲＦ放射パターンを定義するＲＦアンテナ素子（１２）の副配列（１４）を並べるＲＦアンテナ配列を操作する方法であって、
前記パネルが、隣接する副配列の互いに平行なそれぞれの主ビーム方向（１７）に沿った投影が、ある範囲の仰角に亘って、実質的な間隙も実質的な重なりもなく概ね接するように、互いに平行な主ビーム方向を前記副配列に対して維持しながら、仰角と方位角においてＲＦ対象を追尾するために、仰角、方位角、およびパネル間隔における協調動作を制御することを特徴とするＲＦアンテナ配列を操作する方法。
【請求項２９】
幅ｄＬと仰角αを有する隣接パネルの対応する点と点の間のパネル間隔Ｄが、前記範囲の仰角に亘って、実質的にＤ＝ｄＬ/ｓｉｎ（α）となることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記パネル間隔を調整するために、前記パネルを共通の直線軸に沿って直線並進運動させることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナ全般、より具体的には、衛星通信システムにおいて利用することができ、また国際的なサービスエリアを実現するために携帯端末に組み込み、及び／又はアンテナの寸法に制約のある地上無線通信プラットフォームで使用することを目的とする、低姿勢受信／送信アンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星は、広い地理的地域の任意の地点との、音声、映像、データ、視聴覚等の信号を含む電気信号の中継あるいは通信に一般に利用されている。ある場合には、地上局と、通常は航空機の内部に設置される航空機搭載端末との間の電気信号の中継あるいは通信に衛星が利用される。一例として、人工衛星を利用した航空または移動信号配信システムは、１つ以上の個別の音声／映像／データ信号を１つの狭帯域または広帯域信号にコンパイルし、搬送波周波数（波長）帯をコンパイルした信号で変調し、さらに変調したＲＦ信号を１つ以上の例えば静止衛星に送信（アップリンク）する。人工衛星は、受信した信号を増幅し、異なる搬送波周波数（波長）帯にシフトして、周波数シフトした信号を航空機の受信ユニットや地上移動端末に送信（ダウンリンク）する。
【０００３】
同様に、個々の航空機搭載端末または移動端末は、人工衛星を経由して、基地局その他の受信ユニットにＲＦ信号を送信する。
【発明の開示】
【０００４】
本例示的実施形態は、低姿勢受信／送信アンテナに関するものである。低姿勢アンテナ１０（図１〜２）は、ミリ波その他の放射を単一の電気的加算点（electrical summation point）にてコヒーレントに重ね合わせるように相互に接続されたアンテナ素子のアレイを備える。相互に接続されたアンテナ素子は、特定の入射角でアンテナに当たる所定の波長帯の放射がコヒーレントに集められるように物理的に配列される。この構造は、十分に高いアンテナ利得を得るようにアンテナ素子によって集められた信号を和回路網が合計することを可能にし、このことが比較的に低出力の衛星または地上無線ネットワークにおいてこのアンテナの使用を可能にする。
【０００５】
本例示的実施形態の一態様によれば、アンテナ１０は、アクティブパネル１４の集合体中に配置される複数のアンテナ素子を備える。アクティブパネル１４上に取り付けられた素子の各々は、素子の各々が特定の入射角で素子に当たる放射を集めて、それを関連する加算素子に導くように、基準面１１に対して特定の入射角αで配置されてもよい。アンテナ素子は、パネル１４とそれぞれ関連するサブアレイ内に配置される。各サブアレイ内の素子が共通の平面（以下、「アクティブパネル１４」という。）内に配置できるように、各サブアレイには行と列がある。隣接するサブアレイ１４内の素子１２は、例えば他のサブアレイ１４に対して空間的にオフセット（すなわち変位）した、隣接するアクティブパネル１４の上に移しかえることもできる。
【０００６】
各サブアレイは、アクティブパネル１４上に配置され、行列又はその他の適切な配列に並べられたたアンテナ素子１２を備えていてもよい。
【０００７】
望ましくは、隣接するサブアレイは、全てのアクティブパネルがこの入射角を向いたときに、どのアクティブパネルも他のアクティブパネルによって隠されたり覆われたりすること無く、アンテナアレイのアクティブパネルが所望の入射角からは連続している（すなわち、互いに切れ目がない）ように見えるように入射角αによって変化する、アクティブパネル間のオフセット距離Ｄだけ引き離されている。
【０００８】
アンテナは、そのアンテナが関与するビームを方向付けるための１つ以上のステアリング装置を含む。特に、機械的あるいは電動の装置が、アンテナビームを方位角方向に方向付けるためにアクティブパネルを方位角方向に回転させ、及び／又は、受信及び送信双方についてアンテナビームを仰角方向に方向付けるよう個々のアクティブパネルを傾斜させる（及び、パネルの投影間の実質的な隙間又は重なり合いを避けるために、少なくとも一つのパネルを横方向に適切に移動させる）。
【０００９】
本例示的実施形態の別の態様によれば、受信／送信アンテナアレイは、ビーム方向を向いたアンテナビームと、信号の受送信中にそのアンテナが関与するビーム指向方向を変えるためのアンテナ受信機／送信機アレイと係合する機械装置とを有する、アンテナ受信機／送信機アレイを備える。
【００１０】
望ましくは、その機械装置はビーム方向の範囲にわたってビーム指向方向を変化させる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明のいくつかの実施態様に従って作られ、動作する低姿勢受信／送信アンテナについて説明する。低姿勢受信／送信アンテナは、ミリ波（ＭＭＷ：Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ Ｗａｖｅ）静止軌道衛星通信システムでの使用を目的に構築されたものとして説明される。しかしながら、その技術分野における通常の知識を有する者にとっては、以下に開示する原理によって多くの種類のアンテナが構築可能であることは明らである。これらのアンテナは、いわゆる「Ｃバンド」システム（３．７ＧＨｚと４．２ＧＨｚの間の搬送波周波数で伝送する）に限らず、例えばマルチチャネル多地点配信システム（ＭＭＤＳ）、ローカル多地点配信システム（ＬＭＤＳ）、携帯電話システム等の寸法制限のため低姿勢アンテナを必要とする無線通信システム等の地上無線配信システムを含む他の所望の衛星又は地上の音声、映像、データ、視聴覚等の信号配信システムにおいて使用することができる。
【００１２】
実際に、本発明のアンテナは、準ミリ波やテラ波通信システム等のＭＭＷ領域よりも短い波長で、あるいは、マイクロ波通信システム等のＭＭＷ領域より長い波長で動作する通信システムで使用するために、ここで開示する原理に従って構築することができる。
【００１３】
次に、図１及び図２には、本発明のいくつかの実施態様によるアンテナ１０が図示されている。アンテナ１０は、望ましくは整列して配置されたアクティブパネル１４の上に配置される複数のアンテナ素子１２を含む。アンテナ素子１２は、アンテナ１０が用いられる周波数領域での動作に使用できる任意の種類のアンテナ受信／送信ユニットから構成することができる。アンテナ素子１２は、任意の所望の実質的に平面の形状、望ましくは直方平面をもつアクティブパネル１４の上に配置される。アンテナ素子１２は、アクティブパネル１４の上に任意のパターンで配置される。任意のパターンには、例えば３×５、２×４、５×８配列などに限らず、例えば、円、楕円、あるいは擬似乱数パターンといった非直交パターン等も含まれる。
【００１４】
望ましくはアンテナ素子１２は、例えばアンテナ１０が設計された信号波長（λ）の半分の直径の放射素子であり、上述のパターンの任意の一つのような直交パターンでアクティブパネル１４上に配置されることが望ましい。
【００１５】
アンテナ素子１２のアレイは、アンテナ素子１２の各々の有効焦点方向１７が図１に示す基準面１１に対して実質的に入射角αをなす方向を向くように、アクティブパネル１４上に配置され、電気的に相互に接続されている。図１及び図２に示すように、アンテナ素子１２は、アクティブパネル１４の平面に垂直で、アクティブパネル１４の実質的に中心を通る直線１７に実質的に並行な方向でコヒーレントに受信（又は送信）するように向けられる。素子１２の各サブアレイは、従って基準面１１に対して入射角αで到達する放射を受信する。送信の実施態様においては、素子１２の各々は、基準面１１に対する出射角αで放射を送信する。
【００１６】
図１及び図２に示す実施態様では、アンテナ１０は波長約２４ｍｍつまり２．４ｃｍ、即ち１２．５ＧＨｚの信号を受信するように同調されている。アクティブパネル１４の幅をｄＬと表記する。
【００１７】
図１及び図２において、隣接するアクティブパネル１４の対応する点の間の水平距離は次式で与えられる。
Ｄ＝ｄＬ／ｓｉｎ（α）
ここで、
α；アクティブパネル１４の垂線１７と基準面１１とのなす角。通常は、基準面１１はアンテナ１０が取り付けられる移動プラットフォームの本体に平行となる。
ｄＬ；アクティブパネル１４の幅
【００１８】
アンテナ１０の方向が放射の方向を正しく追跡しているときは、アクティブパネル１４の垂線１７と基準面１１とのなす角αは、基準面１１と放射源とがなす角αに実質的に等しくなる。
【００１９】
アンテナ１０の中にあるｎ個のアクティブパネル１４について、アンテナ１０の全長Ｄ’は  Ｄ’＝（ｎ−１）＊Ｄ＋ｄＬ＊ｓｉｎ（α）  から計算される。
【００２０】
パネル間の距離Ｄは、入射角αからアンテナ１０を見たときに、実質的にアクティブパネル１４が、隣接するアクティブパネル１４のどの部分をも部分的に又は完全に覆わないように決定される。更に、角度αから見ると、全てのアクティブパネル１４が互いにほとんど境を接している（すなわち、切れ目無く、又は接触している）ように見える。傾斜角αの範囲に対して、アクティブパネル１４の傾斜軸１６は、全てのアクティブパネル１４の傾斜軸１６が実質的に互いに平行かつ支持機構に垂直のまま保たれるように、基準面１１に平行な方向へスライド自在に支持機構に取り付けられてもよい。これにより、距離Ｄが調整される。この距離Ｄの制御は、上述したような、隣接するアクティブパネル１４の外郭が重なり合わない状態が動作設計範囲内の全てのαの値に対して維持されるよう、受信／送信角αの適合を追跡することを目的としたものであってもよい。
【００２１】
これまでに、ここに提示する原理に従って構成されたアンテナがサブアレイ面同士の部分的な重なりに起因するアンテナビームの利得損失を大きく低減することを明らかにした。更に、全てのアクティブパネル１４が、入射角αでアンテナ１０に当たる放射に対して完全に開放されているため、アンテナ１０の全体にわたるアクティブパネルの開口全体、即ちアンテナの全有効開口寸法を大きくし、従ってアンテナ１０は比較的高いアンテナ利得を有する。このため、アンテナ１０は、例えば衛星通信用に、低エネルギー通信システムで使用することができる。また、前述の原理に従って構成されたアンテナは、有効な入射角に垂直な面へのアクティブパネルの投影の間に生じるギャップあるいは間隔を原因とする、いわゆるグレーティングローブ(grating lobe)を解消（又は大きく低減）する。
【００２２】
基準面に垂直かつ実質的に基準面の中心で基準面１１に交差する中心軸のまわりにアンテナを回転させることにより、アンテナ１０の方位角を変えることができる点が注目される。同様にして、仰角の適切な設計範囲にわたって有効に切れ目の無い全開口範囲を維持するように間隔Ｄを調整しているときに、アクティブパネル１４を同期して傾けることにより、アンテナ１０の仰角αも変えることができる。アンテナ１０の方位角θと仰角α、及び間隔Ｄは、例えば空気圧式直動アクチュエータ、電動式直動アクチュエータ、あるいは適当な伝動装置を備えたモータ等の適当な駆動アクチュエータを使用して、手動あるいは自動で設定される。
【００２３】
アンテナ１０は、アンテナ１０を基準面１１に垂直な軸の周りに回転させて任意の方位角に向けることを可能にする、回転可能な運搬プラットフォーム上に設置されてもよい。
【００２４】
移動する放射源／受信機と信号を受送信するために、あるいは、静止又は移動する放射源／受信機に対するアンテナの動きを説明するために、任意の適当な制御可能な駆動手段を使用して、アンテナ１０のビームを方位角と仰角を（例えば、適切な設計範囲で）任意に組み合わせた方向に向けることができる。
【００２５】
図３は、本発明の幾つかの実施態様により作られ、動作するアンテナ３０を図示する。アンテナ３０は有限個の（幅ｄＬの）アクティブパネル３４からなる。図３の例には２つのアクティブパネルがある。アクティブパネル３４は、上述の動作原理に従って、傾斜軸３２の周りに傾く。アンテナ３０はまた、１つ以上の補助アクティブパネル３５を含み、やはりその傾斜軸３６の周りを傾き、基準面３１に対する仰角αを定義する。仰角αがあらかじめ定めたより大きな仰角αの傾斜範囲内にあるときには、補助アクティブパネル３５もアクティブパネル３４の動作原理に従って傾斜する。この配置は、例えば、構造上の制約等によりアンテナ３０の全長が制限され、そのためアクティブパネル３４と隣接する補助アクティブパネル３５との間隔が上述の傾斜角αの一定の範囲についての規定に必ずしも従うとは限らない場合に有用である。
【００２６】
望ましくは、アンテナ３０の特定の用途に必要と認められる最大のビームステアリング範囲を提供するために駆動アクチュエータが使用されてもよい。駆動アクチュエータは、空気圧式直動アクチュエータ、電動式直動アクチュエータ、適当な伝動装置を備えたモータ、その他の適当な種類のものでよい。
【００２７】
明らかに、個々のアンテナに必要な最大ビームステアリングは、受信信号の入射角（受信アンテナの場合）あるいは受信機の位置（送信アンテナの場合）の予想される変化量、および、アンテナのサイズ又は開口の関数であるアンテナビームの幅によって決まる。開口が大きいほどビーム幅は狭くなる。
【００２８】
次に、図４について説明する。この図は、本発明の幾つかの実施態様によるアンテナの構成と動作を示す線図であり、低姿勢アンテナ４０が開示されている。アクチュエータ４１、ガイドレール４２、アンテナアクティブパネル４３、補助アンテナアクティブパネル４５、伸縮棒４４、そしてスライド自在な支持手段４７が用いられている。伸縮棒４４とアンテナアクティブパネル４３のなす角度は、所定の角度（図４の実施例では約９０°）に固定される。アクチュエータ４１が作動すると、伸縮棒４４を共通の長手方向軸に沿って伸縮させ、２つのアクティブパネル４３は実質的に互いに平行を保ち、従って角度αが変化する。同様に、アクチュエータ４１は中心軸４８の周囲を回転すると、アクティブパネル４３を実質的に互いに平行に保ったまま角度αが変化するように、伸縮棒とガイドレール４２のなす相対角度が変化する。
【００２９】
我々のアンテナの一つの例示的な実施形態は、一つ以上のアクティブパネル上に配置された複数のアンテナと、支持フレームとを含み、アクティブパネルは各回転軸と平行に支持フレームに回転可能に接続されている。アクティブパネルはまた、前記回転軸と同一平面内に含まれる直線方向へ互いに対して並進移動可能である。アクティブパネルは通常は焦点を向くことが可能であり、アクティブパネルが所定の入射角を向くと、その角度から見ると前記アクティブパネルの各隣接する対は実質的に互いに境界をなす。すなわち、各入射角において、アクティブパネルの入射角に垂直な平面への投影が任意の２つの隣接するアクティブパネルの投影間に全く隙間を見せないようにパネルが動く。この実施例において、アクティブパネルはこの好ましい所定の角度を向き、そして全アンテナ利得はアクティブパネルの開口の全ての和と同等の開口をもつ単一のアンテナのアンテナ利得で近似される。
【００３０】
必要であれば、この実施形態は、入射角の限定された範囲に対してアクティブパネルと平行になるように、やはりその軸の周りに回転可能な少なくとも一つの副アクティブパネルを配置する。
【００３１】
アクティブパネルのための支持フレームは、望ましくはアクティブパネルの回転軸を含む平面に垂直な軸の周りに回転可能である。アクティブパネルの回転はアクチュエータによって駆動される。前記方向付け可能なアクティブパネルの角度方向もアクチュエータによって駆動される。回転可能の支持フレームの回転もアクチュエータによって駆動される。アクチュエータは空気圧式直動アクチュエータ、電気式直道アクチュエータ、又は電気モータのうちの任意の一つであってもよい。
【００３２】
アンテナによる電気信号の受信又は送信のための方法の一つの例示的実施形態は、各々がアンテナ素子を備える複数のアンテナパネルを備えることと、アンテナパネルを回転可能に支持することと、アンテナパネルを送信機又は受信器に向けて共通の焦点に方向付けることとを含む。複数のアンテナパネルは、それらの回転軸に垂直な軸の周りに回転される。アクティブアンテナパネルは少なくとも一つのアクチュエータによって方向付けされ又は回転される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明のいくつかの実施態様によるアンテナアレイシステムの実施例の２次元の線図である。
【図２】本発明のいくつかの実施態様によるアンテナアレイシステムの実施例の３次元の斜視図である。
【図３】本発明のいくつかの実施態様によるアンテナアレイシステムの実施例の線図である。
【図４】本発明の実施態様によるアンテナアレイ配置の動作を示した線図である。
【符号の説明】
【００３４】
０１０、０３０  アンテナ
０１１、０３１  基準面
０１２  アンテナ素子
０１４、０３４、０４３  アクティブパネル
０１６、０３２  アクティブパネルの回転（傾斜）軸
０１７  アクティブパネルの垂線
０３５、０４５  補助アクティブパネル
０３６  補助アクティブパネルの回転（傾斜）軸
０４０  低姿勢アンテナ
０４１  アクチュエータ
０４２  ガイドレール
０４４  伸縮棒
０４７  スライド自在な支持手段
０４８  アクチュエータの回転中心軸
【図１】
0004740109.tif 000002
【図２】
0004740109.tif 000003
【図３】
0004740109.tif 000004
【図４】
0004740109.tif 000005