(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナの中心軸が第２のアンテナを向くように、前記第１のアンテナの中心軸の向きを調整するアンテナ方向調整装置であって、
前記第１のアンテナの近傍に設けられた、前記第１のアンテナの中心軸と略平行にビーム光を発射する光源部と、
前記第２のアンテナの近傍に設けられた受光板における前記ビーム光の照射位置を検出する検出部と、
前記第１のアンテナの中心軸が前記第２のアンテナを向いているときに前記ビーム光が照射されるべき目標位置と、前記照射位置との誤差を求める方向誤差特定部と、
前記目標位置と前記照射位置との誤差が垂直方向に大きいほど上下方向により長い楕円の画像を表示し、前記目標位置と前記照射位置との誤差が水平方向に大きいほど左右方向により長い楕円の画像を表示する表示部と、
前記表示部が表示する画像が楕円から円形になるように前記第１のアンテナの中心軸の向きを調整する調整部と
を備えることを特徴とするアンテナ方向調整装置。
【請求項２】
前記表示部は、前記受光板に対する前記ビーム光の照射面積に比例した大きさの楕円の画像を表示する請求項１に記載のアンテナ方向調整装置。
【請求項３】
第１のアンテナの中心軸が第２のアンテナを向くように、前記第１のアンテナの中心軸の向きを調整するアンテナ方向調整方法であって、
第１のアンテナの近傍にビーム光を発射する光源部を配し、
第２のアンテナの近傍に前記ビーム光を受け取る受光板を配し、
前記光源部に前記第１のアンテナの中心軸と略平行に前記ビーム光を発射させ、
前記第１のアンテナの中心軸が前記第２のアンテナを向いているときに前記ビーム光が照射されるべき目標位置と、前記受光板における前記ビームの照射位置との誤差が垂直方向に大きいほど上下方向により長い楕円の画像を表示し、前記目標位置と前記照射位置との誤差が水平方向に大きいほど左右方向により長い楕円の画像を表示し、
表示される画像が楕円から円形になるように前記第１のアンテナの中心軸の向きを調整することを特徴とするアンテナ方向調整方法。
【請求項４】
前記受光板に対する前記ビーム光の照射面積に比例した大きさの楕円の画像を表示する請求項３に記載のアンテナ方向調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナの中心軸の向きを調整するアンテナ方向調整装置、アンテナ調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来アンテナを取り付けるとき、アンテナの中心軸の向き（以下アンテナの向きという）の調整は、アンテナが送受信する実際の電波を使用して行われていた。例えば第２のアンテナは、電波を第１のアンテナに向けて送る。第１のアンテナ側にいる調整者は、第１のアンテナが受け取った電波の電圧レベルが大きくなるように第１のアンテナの向きを調整する。
【０００３】
ところで例えば指向性の強いパラボラアンテナの放射パターンは、メインローブとサイドローブを有する。メインローブとサイドローブは近接している。従ってメインローブとサイドローブのお互いを区別することは難しい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため上述の第１及び第２のアンテナとしてパラボラアンテナを用いる場合、第１のアンテナ側にいる調整者は、第２のアンテナから受け取った電波のサイドローブに対して第１のアンテナの向きを調整してしまうことがある。このとき第１のアンテナの利得は、第１のアンテナの中心軸がメインローブに合っているときに比べて小さくなってしまう。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるアンテナ方向調整装置、アンテナ方向調整方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明の第１の形態によると、アンテナ方向調整装置は、第１のアンテナの中心軸が第２のアンテナを向くように、第１のアンテナの中心軸の向きを調整する装置であって、第１のアンテナの近傍に設けられた、第１のアンテナの中心軸と略平行にビーム光を発射する光源部と、第２のアンテナの近傍に設けられた受光板におけるビーム光の照射位置を検出する検出部と、第１のアンテナの中心軸が第２のアンテナを向いているときにビーム光が照射されるべき目標位置と、照射位置との誤差を求める方向誤差特定部とを備える。
【０００７】
また本発明の第２の形態によると、第１のアンテナ方向調整方法は、第１のアンテナの中心軸が第２のアンテナを向くように、第１のアンテナの中心軸の向きを調整する方法であって、第１のアンテナの近傍にビーム光を発射する光源部を配し、第２のアンテナの近傍にビーム光を受け取る受光板を配し、光源部に第１のアンテナの中心軸と略平行にビーム光を発射させ、ビーム光の受光板におけるビーム光の照射位置に基づいて第１のアンテナ中心軸の向きを調整する。
【０００８】
また本発明の第３の形態によると、第２のアンテナ方向調整方法は、第１のカセグレンアンテナの中心軸が第２のカセグレンアンテナを向くように、第１のカセグレンアンテナの中心軸の向きを調整する方法であって、第１のカセグレンアンテナの主反射鏡の中央部に、ビーム光を発射する光源部を装着し、光源部から第１のカセグレンアンテナの中心軸と略平行にビーム光を発射させ、第２のカセグレンアンテナにおけるビーム光の照射位置に基づいて第１のカセグレンアンテナ中心軸の向きを調整する。
【０００９】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなくこれらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、アンテナ方向調整装置１００の機能ブロック図である。本図におけるアンテナは、例えばパラボラアンテナのように指向性の強いアンテナである。アンテナ方向調整装置１００は、第１のアンテナの向きを調整するアンテナ取付装置２０と、第１のアンテナが向くべき第２のアンテナ側に設けられた誤差提供装置６０とを備える。アンテナ取付装置２０と誤差提供装置６０は、お互いにネットワーク１０を介して通信できる。このネットワーク１０は、例えばＰＨＳ等の無線通信網や、インターネット等の有線通信網である。またネットワーク１０は、無線通信網と有線通信網とを含む複合網であってもよい。
【００１２】
取付装置２０は、指示部２５と、制御部３０と、光源部３５と、受信部４０と、表示部４５と、調整部５０とを有する。指示部２５は、アンテナの調整者が指示情報を入力するマウスやキーボード等の入力装置である。制御部３０は、指示部２５から入力された指示情報を受け取る。
【００１３】
光源部３５は、例えばビーム光を発射する旨の指示情報を制御部３０から受け取る。光源部３５は、受け取った指示情報に応じてビーム光を発射する。このビーム光は、例えばレーザ光である。なおレーザ光は、可視光又は非可視光のいずれであってもよい。
【００１４】
受信部４０は、光源部３５から発射されたレーザ光の照射位置に基づいて求められる方向誤差情報を誤差提供装置６０から受け取る。表示部４５は、制御部３０を介して受信部４０から方向誤差情報を受け取る。表示部４５は、受け取った方向誤差情報に基づく画像を表示する。この表示部４５は、例えばＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイである。
【００１５】
調整部５０は、制御部３０を介して受信部４０から方向誤差情報を受け取る。調整部５０は、受け取った方向誤差情報に基づいて第１のアンテナ５の向きを調整する。
【００１６】
誤差提供装置６０は、検出部６５と、方向誤差特定部７０と、送信部７５とを有する。検出部６５は、アンテナ取付装置２０の光源部３５から発射されたレーザ光の照射位置を検出する。検出部６５は、例えば光センサを有する。
【００１７】
方向誤差特定部７０は、レーザ光の照射位置を示す照射位置情報を検出部６５から受け取る。方向誤差特定部７０は、照射位置情報と、ビーム光が照射されるべき目標位置を示す目標位置情報とに基づいて第１のアンテナ５を調整すべき向きを示す方向誤差情報を生成する。送信部７５は、方向誤差特定部７０から受け取った方向誤差情報をアンテナ取付装置２０の受信部４０に送る。
【００１８】
図２は、アンテナ方向調整装置１００を示す。図中左側にあるアンテナ取付装置２０のアンテナ取付ポール９０には、第１のアンテナ５の中心軸１０５の向きを調整する調整部５０が取り付けられている。この中心軸１０５は、アンテナの受信軸又は放射軸の少なくとも一方の役割を有する。調整部５０は、例えば電波を受信して第１の無線機８５に送る第１のアンテナ５を支持する。
【００１９】
調整部５０の下方には、光源部３５が取り付けられている。光源部３５は、例えばレーザ光の光線軸３７と第１のアンテナ５の中心軸１０５とが略平行を保った状態で調整部５０に取り付けられている。
【００２０】
なお中心軸１０５と光線軸３７との位置や向きを調整しやすいように、光源部３５は、第１のアンテナ５の近傍に取り付けられることが好ましい。また光源部３５の光線軸３７は、図示のように第１のアンテナ５の中心軸１０５と距離ａだけ離れている。
【００２１】
光源部３５及び調整部５０は、第１の制御端末８０に接続されている。この第１の制御端末８０は、例えばパーソナルコンピュータ等の電子計算機である。第１の制御端末８０は、図１のアンテナ取付装置２０における制御部３０の機能を実現するハードウェアである。この第１の制御端末８０は、指示部２５と、表示部４５と、受信部４０とに接続されている。本図における受信部４０は、例えばＰＨＳ等の携帯端末である。ネットワーク１０は、例えば携帯端末網である。
【００２２】
一方、図中右側にある誤差提供装置６０のアンテナ取付ポール９２には、第２のアンテナ１５を取り付けるための取付部５２が取り付けられている。取付部５２は、例えば第２の無線機８７から電波を放射する第２のアンテナ５を支持する。
【００２３】
取付部５２の下方には、アンテナ取付装置２０の光源部３５が発したレーザ光が照射される受光板１１０が取り付けられている。受光板１１０は、例えば板形状を有する。受光板１１０には、検出部６５が有する検出センサの一例である光センサ６７が取り付けられている。光センサ６７は、例えば受光板１１０上に格子状に複数個配列される。また受光板１１０は、図示のように第２のアンテナ１５の中心軸１１５が通過する受光板１１０の上端から距離ａだけ離れた部分に目標位置１１２を有する。一方上述した第１のアンテナ５の中心軸１０５は、光源部３５の光線軸３７と距離ａだけ離れている。従って第１のアンテナ５中心軸１０５が第２のアンテナ１５の中心軸１１５に一致すれば、レーザ光は目標位置１１２を照射する。
【００２４】
検出部６５は、第２の制御端末８２に接続されている。この第２の制御端末８２は、例えばパーソナルコンピュータ等の電子計算機である。第２の制御端末８２は、図１の誤差提供装置６０における方向誤差特定部７０の機能を実現するハードウェアである。この第２の制御端末８２は、指示部２７と、表示部４７と、、送信部７５とに接続されている。本図における送信部７５は、例えばＰＨＳ等の携帯端末である。
【００２５】
次に本図に示したアンテナ方向調整装置１００の動作の一例を説明する。まず取付装置２０の指示部２５は、レーザ光を発射する旨の指示情報を受け取る。第１の制御端末８０の制御部８０は、受け取った指示情報を光源部３５に送る。光源部３５は、指示情報に応じてレーザ光を発射する。
【００２６】
発射されたレーザ光は、第２のアンテナの近傍に設けられた受光板１１０を照射する。光センサ６７は、受光板１１０におけるレーザ光の照射位置を検出する。方向誤差特定部７０は、第１のアンテナ５の中心軸１０５が第２のアンテナ１５を向いているときに、目標位置１１２と照射位置との誤差を求めて方向誤差情報を生成する。例えば方向誤差特定部７０は、方向誤差情報として照射位置から目標位置１１２に対するベクトルを求める。
【００２７】
送信部７５は、方向誤差特定部７０から受け取った方向誤差情報をアンテナ取付装置２０の受信部４０に送る。アンテナ取付装置２０の制御部３０は、受信部４０から受け取った方向誤差情報に基づく画像を表示部４５に表示させる。また制御部３０は、受信部４０から受け取った方向誤差情報を調整部５０に送る。調整部５０は、方向誤差情報に基づいて第１のアンテナ５の向きを調整する。
【００２８】
アンテナ取付装置２０の制御部３０は、方向誤差情報の変化を監視する。制御部３０は、方向誤差情報の示す誤差がなくなったときに調整部５０に第１のアンテナ５の調整を終了させる。また制御部３０は、光源部３５のレーザ光の発射を停止させる。
【００２９】
上記の形態は、第１のアンテナ５を自動調整する例であった。第１のアンテナ５の調整は、調整者による手動調整であってもよい。例えば調整者は、表示部４５に表示された方向誤差情報に基づく画像を見ながら第１のアンテナ５の向きを調整する。
【００３０】
以上のようにレーザ光を使用してアンテナの向きを調整すれば、実電波を使用する場合に比べてアンテナの向きを適切に調整することができる。従って、メインローブにアンテナの向きを合わせることができる。
【００３１】
図３は、表示部４５における方向誤差情報に基づく画像の一例を示す。図３（Ａ）は、受光板１１０に照射されたレーザ光の照射面積の大きさに基づいて表示される楕円画像である。例えば表示部４５は、所定レベル以上の強さの光を検出した光センサ６７の個数に比例した大きさの楕円画像を表示する。レーザ光の照射面積が大きいと目標位置との誤差を計測しにくくなるため、制御部３０は、楕円画像の面積が小さくなるように光源部３５のレーザ光の絞りを調整する。
【００３２】
図３（Ｂ）（Ｃ）は、受光板１１０に照射されたレーザ光の照射位置を示す画像である。図２で示した受光板１１０の目標位置１１２は、表示部４５の画面の中央４７に対応する。図３（Ｂ）は、照射位置が目標位置１１２と垂直方向にずれている場合の画像である。この場合に調整部５０は、画面の中央４７に楕円画像が来るように上方向に第１のアンテナ５の向きを移動する。図３（Ｃ）は、照射位置が目標位置１１２と水平方向にずれている場合の画像である。この場合に調整部５０は、画面の中央４７に楕円画像が来るように左方向に第１のアンテナ５の向きを移動する。
【００３３】
上記の図３（Ａ）〜図３（Ｃ）で説明した調整処理を組み合わせることによって、調整部５０は照射位置を目標位置１１２に合わせることができる。図３（Ｄ）は、適切な絞りの状態にあるレーザ光の照射位置が目標位置１１２とほぼ一致した場合の画像である。
【００３４】
以上のように表示部４５に表示された方向誤差情報を示す画像を画面の中心４７に合わせるように調整することによって、調整部５０は第１のアンテナ５の向きを自動的に調整することができる。なお上述の調整は、調整者が表示部４５を見ながら行う手動調整であってもい。
【００３５】
図４は、第１及び第２のアンテナ５、１５として第１及び第２のカセグレンアンテナ２００、３００を用いた例を示す。図４（Ａ）は、第１のカセグレンアンテナ２００の概略断面図である。第１のカセグレンアンテナ２００は、主反射鏡２１０の中央に取り付けられた１次放射器２２０と、１次放射器２２０が発した電波を主反射鏡２１０側に反射する副反射鏡２３０とを有する。
【００３６】
図４（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）を用いて第１のカセグレンアンテナ２００の向きを調整する動作について説明する。まずアンテナ取付装置２２０側において調整者は、第１のカセグレンアンテナ２００の１次放射器２２０及び副反射鏡２３０を取り外す。次に調整者は、１次放射器２２０とほぼ同径のボアサイトスコープ２４０を１次放射器２２０が取り付けられていた場所に装着する。調整者は、このボアサイトスコープ２４０を用いて後述する第２のカセグレンアンテナ３００に対して第１のカセグレンアンテナ２００の向きを粗調整する。なおボアサイトスコープの視野の中心軸と１次放射器２２０の放射の中心軸とは一致している。
【００３７】
粗調整を終えると調整者は、第１のカセグレンアンテナ２００の向きを維持しながらボアサイトスコープ２４０を取り外す。そして調整者は、１次放射器２２０とほぼ同径の光源部２５０を第１のカセグレンアンテナ２００における主反射鏡２１０の中央部に装着する。また本例の場合には誤差提供装置６０は、第２のカセグレンアンテナの主反射鏡３１０における照射点３１５の照射位置と、１次放射器３２０の中心（目標位置）とをモニタするモニタ手段（不図示）を有する。
【００３８】
光源部２５０は、第１のカセグレンアンテナ２００の中心軸と略同方向にレーザ光を発射する。光源部２５０が発射したレーザ光は、第２のカセグレンアンテナ３００の主反射鏡３１０に当たる。主反射鏡６１０に当たったレーザ光は、反射され副反射鏡（不図示）に集まる。副反射鏡に集められたレーザ光は、副反射鏡で反射して主反射鏡６１０に照射点３１５を形成する。
【００３９】
誤差提供装置６０の方向誤差特定部７０は、上述のモニタ手段から受け取った照射点３１５の照射位置情報に基づいて方向誤差情報を生成する。アンテナ取付装置２０の調整部５０は、方向誤差情報に基づいて第１のカセグレンアンテナ２００の向きを調整する。
【００４０】
調整部５０が調整を終えると、制御部３０は光源部２５０からのレーザ光の発射を停止させる。最後に調整者は、第１のカセグレンアンテナ２００から光源部２５０を取り外して１次放射器２２０及び副反射鏡２３０を元の位置に取り付ける。なお光源部２５０が発射するレーザ光は、非可視光であってもよい。非可視光を使用する場合には、例えば第２のカセグレンアンテナ３００の主反射鏡３１０にレーザ光に対して発光する発光物質を塗布する。
【００４１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
上述の説明では、アンテナ取付装置２０側にいる調整者がレーザ光の発射を指示したが、調整者は誤差提供装置６０側から各種指示をアンテナ取付装置２０に送ってもよい。また方向誤差特定部７０は、アンテナ取付装置２０側にあってもよい。また照射位置情報及び方向誤差情報は、調整者が目測した受光板１１０又は主反射鏡３１０上に形成されたレーザ光の照射位置に基づいて生成されてもよい。
【００４２】
なおアンテナは、パラボラアンテナやカセグレンアンテナに限定されない。また受光板１１０の形状は、図２で示した板形状に限定されない。受光板１１０は、ビーム光の照射位置と目標位置との誤差を確認できるものであればよい。
【００４３】
また上述の説明では、第１のアンテナ５の向きを第２のアンテナ１５に調整する場合を説明した。しかし第１のアンテナ５の向きをあわせる対象物は、第２のアンテナ１５に限定されない。例えば対象物は、受け取った電波を反射させて所望のアンテナに送る平面反射鏡であってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば第１のアンテナの中心軸の向きを第２のアンテナに適切に合わせることがことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アンテナ方向調整装置１００の機能ブロック図
【図２】アンテナ方向調整装置１００を示す図
【図３】表示部４５における方向誤差情報に基づく画像の一例を示す図
【図４】第１及び第２のアンテナ５、１５として第１及び第２のカセグレンアンテナ２００、３００を用いた例を示す図
【符号の説明】
５  第１のアンテナ
１０  ネットワーク
１５  第２のアンテナ
２０  アンテナ取付装置
２５  指示部
３０  制御部
３５  光源部
４０  受信部
４５  表示部
４７  画面の中央
５０  調整部
６０  誤差提供装置
６５  検出部
７０  方向誤差特定部
７５  送信部
１００  アンテナ方向調整装置
１０５  中心軸
１１０  受光板
１１２  目標位置
２００  第１のカセグレンアンテナ
２１０、３１０  主反射鏡
２２０、３２０  １次放射器
２３０  副反射鏡
２４０  ボアサイトスコープ
２５０  光源部
３００  第２のカセグレンアンテナ
３１５  照射点
【図１】
0004490594.tif 000002
【図２】
0004490594.tif 000003
【図３】
0004490594.tif 000004
【図４】
0004490594.tif 000005