(57)【要約】固定無線リンクの創設のために無線アンテナは、動力を備えたアクチュエータを該リンクの一端を形成するアンテナ上に一時的に据え付けることによって、相互に位置調整される。該アクチュエータはアンテナのアライメントを調整するよう構成され、アライメントの範囲にわたるアクチュエータの移動を制御し、アクチュエータが移動するときにリンク上を送信される信号の特性における変化を測定し、最適なアクチュエータの位置を識別し、そしてアクチュエータを最適な位置でロックする。動力を備えたアンテナによって、単一の便利な位置から数個のアンテナのアライメントを制御することが可能である。一旦アンテナが選択された位置で固定されたならば、動力を備えたアクチュエータは別の場所での使用のために回復することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定無線リンクの創設のために無線アンテナ相互を位置調整する方法は、
動力を備えたアクチュエータを該リンクの各末端を形成するアンテナ上に据え付けるステップであって、該アクチュエータはアンテナのアライメントを調整するよう構成されてアライメントプロセスの後に固定留め付け手段によって置き換えられ、該アライメントプロセスは離れた位置から実行されるステップと、
該アクチュエータの移動を制御しアンテナのアライメントを調整するステップと、
該アクチュエータを移動してアンテナのアライメントを調整するときに、該リンク上を送信される信号の特性における変化を継続して測定するステップと、
アクチュエータの位置の最適な組を識別するステップと、
アンテナを最適な位置で固定するステップと、を含む。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、コンピュータが受信信号の特性における変化に応じて該アクチュエータを制御し、アクチュエータの位置の最適な組を識別する。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の方法において、２又はそれ以上のアクチュエータが各アンテナに備えられ、２つの次元における方向付けを制御する。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の方法において、前記アクチュエータは電気或いは水力ラムである。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法において、前記アクチュエータは無線通信リンク上を搬送される信号によって制御されて、信号特性測定が受信される。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の方法において、アンテナはアクチュエータをロックすることによって所定の位置に固定される。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の方法において、前記アクチュエータは前記固定留め付け手段から独立してアンテナ構造に固定するクランプが備えられて、その結果固定留め付け手段はアクチュエータの回復前にアンテナを所定の位置に固定するのに使用できる。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の方法において、第１の地点の複数のアンテナは本方法によって第２の地点の対応する複数のアンテナと位置調整される。
【請求項９】
請求項２において記載されるように信号測定に応じてアクチュエータを制御する１又はそれ以上のコンピュータでの使用のためのコンピュータプログラムもしくはコンピュータプログラムの組。
【請求項１０】
固定無線リンクの創設のために無線アンテナ相互を位置調整する装置は、
１又はそれ以上の動力を備えたアクチュエータであって、各々がアンテナのアライメントを調整できるようにアンテナ上に据え付ける手段を有するものと、
一時的に前記アクチュエータをアンテナに固定してアクチュエータのその後の回復と再使用を可能にするアクチュエータ固定手段と、
特定又は各アクチュエータの移動を制御してアンテナのアライメントを変化させる制御手段と、
該リンク上を送信される信号の特性を測定する測定手段と、
最適なアクチュエータ位置の識別を可能にする手段と、
アンテナを最適の位置に固定するロック手段と、
アクチュエータから離れた位置から、前記制御手段とロック手段とを動作し、前記測定手段を監視する手段と、を具備する。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、前記アクチュエータは電気或いは水力ラムである。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の装置において、前記ロック手段は前記アクチュエータを所定の位置にロックする手段を含む。
【請求項１３】
請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の装置において、前記アクチュエータ固定手段は固定アンテナ留め付け手段から独立してアンテナ構造に固定するクランプを含み、その結果該固定アンテナ留め付け手段は前記アクチュエータの回復前にアンテナを所定の位置に固定するのに使用できる。
【請求項１４】
請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の装置は、前記制御手段から命令を前記アクチュエータへ送信し、測定信号を測定手段から表示手段へ送信する無線通信手段を含む。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の装置は、前記測定手段によってなされた測定に応じてアクチュエータ制御命令を生成し、前記測定から最適なアクチュエータの位置を判断するコンピュータをさらに含む。
【請求項１６】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の装置は、前記制御手段の動作に対して信号特性における変化を表示する表示手段をさらに含み、その結果最適のアクチュエータ位置が識別できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線アンテナシステムに関し、特に、固定無線リンクの創設のためにアンテナ相互を位置調整する方法に関する。
【発明の開示】
【０００２】
一般に、無線リンクは２地点間においてアンテナを塔や他の構造物上に各地点で据え付けて、そして最適のアライメント（alignment）を見つけるために各アンテナの方向付けを順に、高さと方向の両方において調整することによって設定される。一般的な設置では、リンクの各末端には２又はそれ以上のアンテナがあり、各送信アンテナに対して受信機として動作する最適なアンテナに関して選択することができる。
【０００３】
このようなテストはそれぞれ非常に多くの人、特にアンテナのアライメントを物理的に調整する整備工、及び必要な測定を行う権限のある技術者を必要とする。一般的な作業は最適な信号レベルを監視しながら、スパナで位置付けねじを調整することによってその取り付け台に関連しているアンテナの物理的な移動を必要とする。これは高い精度で実行され得る仕事ではないが、それは特にアンテナの位置は通常必然的に吹きさらしの場所にあるからである。伝送の両方向を同時にテストすることはまた実際問題として可能ではない。それは特にこれが整備工に送信アンテナの非常に近くで作業することを要求するからである。実際、整備工はテスト送信の間でアンテナ塔を下りるよう要求される。アンテナが動作する帯域内で様々な異なる周波数でリンクをテストすることがまた必要である。従ってこのプロセスは非常に時間がかかる。このプロセスの間にわたって、天候のような環境条件における変化は信号の特性に影響を与え、アライメントの調整によって生じる信号強度の予想される変化をかくし得る。
【０００４】
高速ディジタル通信の増大する使用とともに、改善された信号品質が必要とされる。しかしながら、現在使用されているより高い周波数（ギガヘルツ帯域において）はアライメントのより大きな正確さを必要とする。環境条件のために信号強度におけるより多くの変化もまた存在する。例えば、これらの周波数において波長は海の表面上の波の波長と比べることができ、それで海のコンディションは信号に干渉し得る。さらに、液状の水による減衰はこれらの周波数では非常に大きいし、それで雲や雨がその結果に影響し得る。
【０００５】
従って、天候や他の環境条件が実質的に一定である位短期間で最適なアライメントを決定するために十分に迅速に実施可能なテストプロセスを開発することが望まれる。特にアンテナのアライメントを物理的に調整するためにアンテナ塔に登るといった不快で潜在的に危険な仕事に対して必要とされる人の数の減少がまた望まれるであろう。
【０００６】
本発明によれば、固定無線リンクの創設のために無線アンテナ相互を位置調整する方法が提供される。
【０００７】
該方法は、動力を備えたアクチュエータを該リンクの各末端を形成するアンテナ上に据え付けるステップであって、該アクチュエータはアンテナのアライメントを調整するよう構成されアライメントプロセスの後に固定留め付け手段によって置き換えられ、該アライメントプロセスは離れた位置から実行されるステップと、
該アクチュエータの移動を制御しアンテナのアライメントを調整するステップと、
該アクチュエータを移動してアンテナのアライメントを調整するときに、該リンク上を送信される信号の特性における変化を継続して測定するステップと、
アクチュエータの位置の最適な組を識別するステップと、
アンテナを最適な位置で固定するステップと、を含む。
【０００８】
本発明の第２の特徴によれば、固定無線リンクの創設のために無線アンテナ相互を位置調整する装置が提供される。
【０００９】
該装置は、１又はそれ以上の動力を備えたアクチュエータであって、各々アクチュエータがアンテナのアライメントを調整できるようにアンテナ上に据え付ける手段を有するものと、
一時的に前記アクチュエータをアンテナに固定してアクチュエータのその後の回復と再利用を可能にするアクチュエータ固定手段と、
特定又は各アクチュエータの移動を制御してアンテナのアライメントを変化させる制御手段と、
該リンク上を送信される信号の特性を測定する測定手段と、
最適なアクチュエータ位置の識別を可能にする手段と、
アンテナを最適の位置に固定するロック手段と、
アクチュエータから離れた位置から、前記制御手段とロック手段とを動作し、前記測定手段を監視する手段と、を具備する。
【００１０】
２またはそれ以上のアクチュエータが同じアンテナ上に備えられて、２つの次元の方向付けを制御してもよい。好ましい実施例では、アンテナのアライメントが調整されるときに信号品質が継続して監視され最適なアライメント位置が識別される。そしてアンテナはアクチュエータによってこのように識別された最適のアライメントに位置付けられる。アンテナの位置をロックする手段がアクチュエータ内にあるいは別のロック手段によって合体されてもよい。
【００１１】
好ましい実施例に関連して記載されるように、本発明は１の地点のアンテナのアレイの部材を別の位置の対応するアレイの部材と位置調整するのに使用されてもよい。
【００１２】
動力を備えたアクチュエータによって調整されるアンテナに対する位置調整によって、すべてのプロセスが無線リンクの両端にあるアクチュエータを遠隔制御する一人のオペレータによって実行されることが可能である。しかしながら、電気或いは水力ラム（ram）のような適当な動力を備えたアクチュエータは高価であり、すべてのアンテナにアライメント段階での使用のために必要とされるのみのこのような装置を備えるのは費用がかかる。それ故に、本発明によると、アクチュエータはアンテナに対する一時的な取り付けと設計されており、その結果いったんアライメントが実行されたならばアクチュエータは固定留め付け（fixed securing）手段によって取り替えることができる。こうしてアクチュエータは次の据え付け作業で再使用できる。この目的のために、アクチュエータには好ましくは、多くのアンテナが適合する既存の手作業の調整システムとは独立してアンテナ構造に対して固定するクランプが備えられる。その結果アライメントが完了した後手作業の調整システムはアクチュエータの回復（recovery）前にアンテナを所定の位置に固定するのに使用することができる。この回復プロセスは設備工にアンテナ塔に上ることを要求するが、先行技術のアライメント作業よりもずっと単純でかつ迅速な作業であり、調整プロセスが完了した後どんな都合のよいときにでも実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態がここに、例によって、図面を参照して説明されるであろう。
【００１４】
図１はマスト、塔、或いはその他の固定された構造物の一部を形成する固定フレーム１を概略的に図示している。フレーム１に据え付けられたものは数個のアンテナ１０、２０、３０（図３を見よ）であり、これらの中の１つのアンテナ１０（後部から斜めに見られる）が図１に示されている。アンテナは電線１２によって供給されるトランシーバ１１を有する。アンテナ１０はフレーム１上にアンテナ１０に固着された４つの位置付けスクリュー(screws)３、４、５、６によって調節可能に据え付けられており、またフレーム１にそれぞれロッキング(locking)クランプ１３、１４、１５、１６によって解放可能に接続されている。フレーム１に関するアンテナ１０の角度位置はクランプ１３、１４、１５、１６の１つを解放し、位置付けスクリューの１つを動作してアンテナを移動し、そしてクランプによってその新たな位置にスクリューををロックすることにより調整することができる。例えば、アンテナはクランプ１３、１５によって決められる垂直軸のまわりを回転することができ、これはクランプ１４、１６を解放し、アンテナの方向付け（orientation）をそれぞれの位置付けスクリュー４の１つを動作し（他のスクリュー６はそのクランプ１６に関して補足的な方向に自由に動く）、そしてスクリュー４、６をクランプ１４、１６を用いてそれらの新たな位置にロックすることによってできる。クランプ１４、１６によって決められる横方向水平軸のまわりの調整は同様の方法でスクリュー３、５を調整することによって行うことができる。
【００１５】
トランシーバ１１によって第２のアンテナ（第２のアンテナ自身のアライメントは同様の方法によって調整されていてもよい）から受信された信号の強度は電線１２に接続された検出器によって監視できる。このプロセスは無線リンクの両端におけるアンテナに対してアンテナのアライメントの最適な組合わせを決定するのに必要な回数繰り返される。このプロセスは、煩わしくて時間を要し、スタッフが送信と受信の両アンテナにいる必要がある。調整は試行錯誤で実行しなければならず、設定されたスクリューに対して調整を実行する責任のある整備工は各テストが実行される間安全な場所へ移動する必要があるが、それは動作アンテナの近くに存在する強い放射電磁界のためである。数個のアンテナを有する大きな設定では、プロセスの継続時間は測定結果に影響を及ぼし得る環境条件における変化と比べて長い。
【００１６】
図２は図１に示された、しかし本発明によるアライメント装置に適合した種類のアンテナの組み立てを概略的に図示する。調整スクリューの２つ３、４と関連するクランプ１３、１４が解放もしくは完全に取り外されて、それらの位置にそれぞれ動力を備えたアクチュエータ（actuators）７、８がこの目的に適合したブラケット（図示されていない）によってフレーム１とアンテナ１０に一時的に固定される。アクチュエータ７、８は電気的に或いは水力的に動力を備えたラムであってもよく、該ラムは中心位置７（図３を見よ）からのそれぞれの制御線１７、１８を通じて、或いは無線接続（図示されていない）によって制御されていてもよい（図３を見よ）。アクチュエータ７、８は最適なアライメントが識別されるまでフレーム１に関してアンテナ１０のアライメントを継続的に調整するよう使用される。そしてアクチュエータ７、８がそれらの最適な位置に戻される。そして整備工は都合の良いときにアンテナ１０へ戻り調整スクリュー３、４を再取付けし（アンテナ１０の位置をさらに調整することなく）、そしてアクチュエータ７、８とその制御線１７、１８又は無線接続装置、及び固定ブラケットを別の据え付けプロジェクトでの再使用のために回復する（recovery）ことができる。
【００１７】
図３は全体の据え付けプロジェクトを示し、該プロジェクトは第１の塔１上に据え付けられた第１のアンテナアレイ１０、２０、３０と、第２の塔９上に据え付けられた第２のアンテナアレイ４０、５０、６０とからなり、それらはお互いに位置調整するように構成されている。既にアンテナ１０に関して図２で詳細に示されたように、各アンテナ１０、２０、３０、４０、５０、６０は一対のアクチュエータに適合し、該アクチュエータはそれぞれ制御線１７と１８、２７と２８、３７と３８、４７と４８、５７と５８、６７と６８、及びそれぞれのトランシーバからの電線１２、２２、３２、４２、５２、６２を有する。
【００１８】
制御線は制御部７に接続され、制御部７はどんな便利な位置に置かれてもよい。固定線として示されているが、据え付け時にアンテナの伝送に干渉しないのであれば、無線接続が使用されてもよい。図示されているように、制御部は、２つの調整コントローラ７７と７８であってそれぞれのアクチュエータ７と８の位置を調整するものと、６つの選択スイッチ７１〜７６であって一対の制御線１７と１８、２７と２８、３７と３８、４７と４８、５７と５８，６７と６８の１をそれぞれの調整制御部に接続してどのアンテナが調整されるべきか選択するものとを具備する。こうして、もしアンテナ４０のアライメントが垂直軸に関して調整されるべきであれば、ユーザはスイッチ７４（制御線４７と４８を調整コントローラ７７と７８に接続するために）を選択し、そして調整コントローラ７８を動作して制御線４８に接続されたアクチュエータを動作する。
【００１９】
モニタ部８が備えられており、各アンテナ１０、２０、３０、４０、５０、６０のトランシーバにそれぞれの線１２、２２、３２、４２、５２、６２によって接続されている。一連のスイッチ８１、８２、８３、８４、８５、８６が備えられてそれぞれのトランシーバ線を出力８７に接続できるようになっており、出力８７は信号強度を表示し、次の一連のアクチュエータ位置に対する信号品質のテストを実行する設備を提供する。
メインローブ(lobe)９０の識別後の方向と高度におけるパニング(panning)
クロスポーラ（cross-polar）識別
ローンチャ（launcher）（フィードアッセンブリ(feed assembly)バイポーラチルト（水上ホップ（over-water hops）に関して）
ホップレスポンス（hop responses）（コポーラとクロスポーラスカラー測定を用いて）
テスト伝送が第１のマスト１上のアンテナ１０の１のトランシーバから行われて他のマスト９上のアンテナ６０の１のトランシーバで受信される（或いはその逆）。これは２つのアンテナ１０と６０の１つの位置が上述のように調整されている間に行われる。こうしてもしアンテナ１０がアンテナ６０に対してアンテナ１０のアクチュエータ７が動作中に送信すべきであれば、ユーザはスイッチ７１と８６を選択してコントローラ７７を動作する。これによって高度アクチュエータ７(図２)はアンテナ１０のアライメントを変化させながらその範囲内を移動する。これが起きるにつれてアンテナ６０のトランシーバによって検出される信号強度は変化し、アクチュエータ位置Ｘに対する信号強度Ｒ（Ｘ）のプロット（plot）がモニタ部の表示部８７に表示される。このようなプロットの一般的なものが図４に示されている。図４で示されるメインローブ(main lobe)９０とサイドローブ(side lobe)９１、９２を識別する広いパン（wide pan）を実行した後、ユーザはメインローブに焦点をあわせて狭いパン（narrow pan）を繰り返してプロットから最適なアクチュエータ位置Ｘmaxを識別する。該最適なアクチュエータ位置ではアンテナのメインローブに対応してＲ（Ｘ）は最大（９０）である。その後ユーザはアクチュエータ７をコントローラ７７を用いてこの位置に戻すことができる。
【００２０】
そしてアンテナはコントローラ７８を用いることによって方位において調整できて他のアクチュエータ８を動作する。アンテナ１０のアクチュエータ７、８を制御するスイッチ７１がスイッチオフされたときに、該アクチュエータはアンテナが所定の位置で固定されるようにロックされる。
【００２１】
この実施例における人間のオペレータは、トランシーバ１１、２１、３１、４１、５１、６１からの入力１２、２２、３２、４２、５２、６２の制御のもとでアルゴリズムを動かしているコンピュータによって置き換えることができて、出力接続１７と１８、２７と２８、３７と３８、４７と４８、５７と５８、６７と６８上でそれぞれのアクチュエータに対する伝送に対する信号を生成することが理解されよう。当業者に理解されるように、本発明を実現するのに使用されるソフトウエアのいくらか或いはすべては様々な伝送及び、或いはフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、或いは磁気テープのような記憶媒体に含めることが可能である。その結果、プログラムは１又はそれ以上の汎用コンピュータにロードすることができるか、或いは適切な伝送媒体を用いてコンピュータネットワーク上にダウンロードできるであろう。
【００２２】
1人の人間或いはコンピュータの制御の下、１の位置におけるすべての監視と制御を集中することによって、アライメントプロセスは大いに単純化される。さらに、アンテナアライメントが遠隔で実行できるので、整備工がそれらの調整を手で実行するために居なければならないならば、安全の理由のために必要とされるように調整が行われる間、伝送がスイッチオフされる必要はない。これによって、数週間かかるプロセス（もし各マスト上の数個のアンテナを位置調整しなければならないならば）を２〜３時間で実施できるようにプロセスを大いに加速して、信号の質を増大するよりもむしろ継続的に測定できる。この加速によって実現されるマンパワーの効率化だけでなく、増大された正確さが実現され、それは信号の質に影響を及ぼす環境条件が短縮されたテスト期間の間大きくは変わりそうにないためである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図1は機械的なアライメントシステムを示す一般的なアンテナを図示する。
【図２】図２は本発明による適合した動力を備えたアクチュエータを有する同じアンテナを図示する。
【図３】図３は本発明によるアライメントシステムであって、図２の構成において示されるようにそれぞれ適合した6つのアンテナを有するものを図示する。
【図４】図４は本発明のプロセスの間に生成される例示的なプロットである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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2004532591.tif 000008
2004532591.tif 000009
2004532591.tif 000010
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2004532591.tif 000012
2004532591.tif 000013
2004532591.tif 000014
2004532591.tif 000015
2004532591.tif 000016
2004532591.tif 000017
2004532591.tif 000018
2004532591.tif 000019
2004532591.tif 000020
2004532591.tif 000021
【国際調査報告】
2004532591.tif 000022
2004532591.tif 000023