(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース本体とこのケース本体の相対向する端部に係着され携帯者の身体の一部に装着するための一対のバンドとを有し、アンテナを介して外部と通信する携帯通信機器であって、
前記一対のバンドにおける一方のバンド内に、複数個のアンテナ素子を当該バンドの長手方向に沿った直線上に所定間隔で埋設して、一方のアンテナ素子群を構成し、
他方のバンド内に、複数個のアンテナ素子を当該バンドの長手方向に沿った直線上に前記一方のアンテナ素子群と同一の所定間隔で埋設して、他方のアンテナ素子群を構成するとともに、
前記一方のアンテンナ素子群の先端部と、これに対向する前記他方のアンテナ素子群の先端部との間隔を前記所定間隔の整数倍としたことを特徴とする携帯通信機器。
【請求項２】
前記複数のアンテナ素子に各々接続された複数の移相器を備えることを特徴とする請求項１記載の携帯通信機器。
【請求項３】
前記複数の移相器を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項２記載の携帯通信機器。
【請求項４】
ケース本体とこのケース本体を携帯者の身体の一部に装着するための帯状のバンドとを備えている携帯通信機器において、
前記バンドの長手方向に沿った直線上に予め定められている間隔を置いてそれぞれ設けられている複数のアンテナ素子からなる第１及び第２の各アンテナ素子群と、
この第１及び第２の各アンテナ素子群を構成している各アンテナ素子に各々接続された複数の移相器と、
この複数の移相器の位相を制御する制御部とを備え、
前記第１及び第２の各アンテナ素子群のうち、隣り合う内側のアンテナ素子の間の間隔は、前記予め定められている間隔の整数倍の間隔に設定されていることを特徴とする携帯通信機器。
【請求項５】
前記帯状のバンドは、前記ケース本体の相対向する端部に設けられた一対のバンドであり、前記第１及び第２の各アンテナ素子群は、前記一対のバンドにそれぞれ分配して設けられていることを特徴とする請求項４記載の携帯通信機器。
【請求項６】
前記ケース本体は、腕時計のケース本体であることを特徴とする請求項１又は４記載の携帯通信機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、手首等に装着可能な携帯通信機器に関する。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
従来の携帯通信機器として、例えば特開平５−２４４２３７号公報に開示されたものが知られている。この携帯通信機器は、本体部とこの本体部を手首に装着するためのバンドとを有し、本体部にはスピーカやマイクロフォンを備えたコントロール部が設けられている。また、バンドは、複数のアンテナエレメントで構成され、各アンテナエレメント間は金具で接続されているとともに、同軸ケーブルで接続されている。したがって、この携帯通信機器によれば、複数のアンテナエレメントにより手首固定用のバンドを構成しているため、手首を動かしていても送受信が可能となるとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この携帯通信機器にあっては、金具及び同軸ケーブルを介して接続した複数のアンテナエレメントで手首固定用のバンド自体を構成している。したがって、携帯通信機器をバンドで手首に装着した状態においては、アンテナエレメントが直接、手首の皮膚に接触することとなり、装着状態においてユーザーに違和感が生じてしまう。
【０００７】
また、手首固定用のバンド自体を複数のアンテナエレメントで構成することから、バンドのデザインはアンテナエレメントの形状により決定されてしまう。よって、装飾性やデザインも重要なリスト型の機器にとってその制約が多く、装飾性やデザイン上の自由度を確保することができない。
【０００８】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、ユーザーに装着時の違和感を生じさせたり、機器の装飾性やデザイン上の制約を伴うことなく、良好な通信状態を形成することのできる携帯通信機器を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明にあっては、ケース本体とこのケース本体の相対向する端部に係着され携帯者の身体の一部に装着するための一対のバンドとを有し、アンテナを介して外部と通信する携帯通信機器であって、前記一対のバンドにおける一方のバンド内に、複数個のアンテナ素子を当該バンドの長手方向に沿った直線上に所定間隔で埋設して、一方のアンテナ素子群を構成し、他方のバンド内に、複数個のアンテナ素子を当該バンドの長手方向に沿った直線上に前記一方のアンテナ素子群と同一の所定間隔で埋設して、他方のアンテナ素子群を構成するとともに、前記一方のアンテンナ素子群の先端部と、これに対向する前記他方のアンテナ素子群の先端部との間隔を前記所定間隔の整数倍としたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の発明にあっては、前記複数のアンテナ素子に各々接続された複数の移相器を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３記載の発明にあっては、前記複数の移相器を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４記載の発明にあっては、ケース本体とこのケース本体を携帯者の身体の一部に装着するための帯状のバンドとを備えている携帯通信機器において、前記バンドの長手方向に沿った直線上に予め定められている間隔を置いてそれぞれ設けられている複数のアンテナ素子からなる第１及び第２の各アンテナ素子群と、この第１及び第２の各アンテナ素子群を構成している各アンテナ素子に各々接続された複数の移相器と、この複数の移相器の位相を制御する制御部とを備え、前記第１及び第２の各アンテナ素子群のうち、隣り合う内側のアンテナ素子の間の間隔は、前記予め定められている間隔の整数倍の間隔に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５記載の発明にあっては、前記帯状のバンドは、前記ケース本体の相対向する端部に設けられた一対のバンドであり、前記第１及び第２の各アンテナ素子群は、前記一対のバンドにそれぞれ分配して設けられていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６記載の発明にあっては、前記ケース本体は、腕時計のケース本体であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図に従って説明する。
（１）第１の実施の形態
１．システム全体におけるデータ通信方法
本実施の形態は、低軌道の非静止周回衛星など人工衛星と直接通信する身体装着型の衛星通信端末、特に、衛星宇宙局と地上局とを介して地上インターネット網に接続し、インターネットやＬＡＮに接続された各種サーバーやＰＣ端末との間で、ＩＰ（インターネットプロトコル）ベースのプロトコルによりパケットデータ通信を行う携帯型衛星通信端末に、本発明を適用したものである。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る携帯型衛星通信システムの概略を示すシステム構成図である。この携帯型衛星通信システムは、中継器若しくはルーター装置を搭載した複数の低軌道周回衛星（以下、単に衛星という）１１、これら衛星１１と無線通信を行う地球局１２と、腕時計型の携帯型衛星通信端末１、その他の携帯衛星通信端末１３、１４、及び固定型衛星通信端末１５とで構成される。なお、図において、１６、１７は衛星１１と地上間のアップ・リンクとダウン・リンクを示し、１８は衛星によるビームのセル、１９は衛星によるスーパーセル、２０はフット・プリント、２１は監視局を各々示している。前記地球局１２は、ゲートウェイ２２を介して、公衆網２３、ＬＡＮ２４、及びインターネット２５に接続されている。公衆網２３には、固定電話機２６やＰＣ２７が接続され、ＬＡＮ２４にはＰＣ２８や情報サーバー２９が接続され、インターネット２には各種サーバー３０、３１が接続されている。
【００２０】
宇宙局である衛星１１は、地上高度５００ｋｍ〜１５００ｋｍ程度の低高度軌道（ＬＥＯ；Low Earth Orbit）を周回する。ＬＥＯを飛翔する衛星は静止衛星とならないので、地上から見ると非静止で可視時間は短く、短時間で上空から飛び去るので、本例では、衛星１１として高度６００〜９００ｋｍ程度の複数の極軌道上などに数機ずつ等間隔で配したＬＥＯ衛星群を適用する。
【００２１】
なお、本発明で適用される携帯衛星通信端末１が小型で、アンテナ面積が制限されることから、衛星１１群はBent-Pipe型リピータを積んだ小型衛星群とし、通信周波数は、Ｋａバンド（２０〜３０ＧＨｚ周波数帯）を使用、アップ・リンク用周波数帯として３０ＧＨｚ帯、／ｄｏｗｎ；２０ＧＨｚ帯）の使用が望ましい。
【００２２】
図２は、本実施の形態にかかるシステムの詳細を示すブロック構成図である。前記衛星１１は、中継器／ルーター装置／交換機１１０１を備えている。この衛星１１と通信を行う携帯型衛星通信端末１の時計本体ケース１２１（図５参照）には、送受信回路部１２８が内蔵されている。
【００２３】
この送受信回路部１２８には、第１アンテナ素子１５１〜第６アンテナ素子１５６（図５、６参照）に順次接続されたＲＦ／送受信部１０２、衛星系変復調ブロック１０３、インターフェース変換ブロック１０４、情報符号器／復号器１０５、ＣＰＵ（制御部）１０６、及び入出力インターフェース１０７を備え、ＣＰＵ１０６にメモリ１０８が接続されている。衛星系変復調ブロック１０３は、変／復調部１０９、内符号の符号／復号部１１０、インターリーブ／デインターリーブ１１１、及び外符号の符号／復号器１１２で構成されている。
【００２４】
変／復調部１０９は、一般的なＦＳＫやＰＳＫなどの変調器／復調器でよいが、例えばＱＰＳＫ変調や、スペクトラム拡散変調、ＦＨ（周波数ホッピング）方式拡散変調など、その他の変調方式や復調回路で構成してもよい。
この携帯型衛星通信端末１を適用することによる衛星通信を介したＨＩＭＬ文書の取得方法を図３のフローチャートを用いて詳述する。まず、電源ＯＮ状態（スタート）においては、衛星１１からの電波受信待ち状態であるが、受信を検出していない状態で（ステップＳ１→Ｎｏ）この携帯型衛星通信端末１で操作入力部（図示せず）よりＵＲＬを含む送信要求が入力されたか否かを判断する（ステップＳ８）。入力を検出しなければ、受信待ちとなるが、入力を検出すると、ＣＰＵ１０６はＷＷＷブラウザ等のアプリケーション・ソフトが起動しているか否か判断する（ステップＳ９）。起動していないならばエラー処理とするが（ステップＳ１４）、起動中であれば、この入力された送信要求をアプリケーション・ソフトのプログラムがデータ化する（ステップＳ１０）。そして、これをＨＴＴＰプロトコルの送信データとしてＴＣＰ／ＩＰプロトコルの衛星通信用フレームのＩＰパケットに変換し（ステップＳ１１）、インターフェース変換ブロック１０４を介して、衛星系変復調ブロック１０３に送り出され、誤り訂正用の符号化やインターリーブなどを施し、衛星通信用の変調をかける（ステップＳ１２）。さらに、ＲＦ／送受信部１０２で中間周波数（ＩＦ）信号から無線周波数（ＲＦ）信号に変換し増幅して、第１アンテナ素子１５１〜第６アンテナ素子１５６から衛星１１に向けて電波として放射され、終了する（ステップＳ１３）。
【００２５】
一方、衛星１１から送信されてきた電波を第１アンテナ素子１５１〜第６アンテナ素子１５６で受信すると（ステップＳ１→Ｙｅｓ）、ＲＦ／送受信部１０２で増幅、衛星系変復調ブロック１０３でＩＦ信号に変換・復調され（ステップＳ２）、更に、誤り訂正用符号化データを復号してインターフェース変換ブロック１０４を経由しＣＰＵ１０６に送られる。
【００２６】
ＣＰＵ１０６では、入力されたデータをＩＰパケットデータに復元処理した後（ステップＳ３）、このＩＰパケットデータよりＷＷＷのＨＴＭＬファイルを生成し（ステップＳ４）、メモリ１０８に格納する（ステップＳ５）。
【００２７】
そして、ＷＷＷブラウザなどのアプリケーション・ソフトが動作中であれば（ステップＳ６→Ｙｅｓ）、このＨＴＭＬファイルに基づく、ページ画面を構築して、入出力インターフェイス１０７（図６における表示部１２７）に出力される（ステップＳ７）。
【００２８】
なお、図２において、前記地球局１２は、アンテナ１２０１、このアンテナ１２０１に順次接続されたＲＦ／送受信部１２０２、衛星系変復調ブロック１２０３を備えている。衛星系変復調ブロック１２０３は、変／復調部１２０４、内符号の符号／復号部１２０５、インターリーブ／デインターリーブ１２０６、及び外符号の符号／復号器１２０７で構成されている。
【００２９】
また前記ゲートウェイ２２は、前記地球局１２に順次接続された送受信アダプタ・Ｉ／Ｆ変換ブロック２２０１、ＡＴＭＭＵＸ２２０２、Ｇａｔｅ  Ｗａｙブロック２２０３、及び管理サーバー２２０４を備えている。そして、Ｇａｔｅ  Ｗａｙブロック２２０３に、前記公衆網（ＰＳＩＮ／ＩＳＤＮ網）２３を介して前記ＰＣ２７等が接続され、前記インターネット２５を介して前記各種サーバー３０、３１が形成され、前記ＬＡＮ２４を介して前記ＰＣ２８や情報サーバー２９が接続されている。
【００３０】
つまり、衛星１１は、携帯型衛星通信端末１から送信されたデータを受信すると、衛星１１の中継器／ルーター装置／交換機１１０１は、受信したデータを送信用周波数に変換して地球局１２に送信する。
【００３１】
地球局１２は、衛星１１より送信されたデータを衛星系変復調ブロック１２０３で復調・復号化し、ゲートウェイ２２に出力する。
【００３２】
そして、この復調・復号化されたデータが入力されたゲートウェイ２２では、これをＩＰパケットにプロトコル変換して、インターネット２５に接続されている各種サーバー３０、３１等に送る。
【００３３】
各種サーバは、ＩＰパケットに含まれる送信要求（ＵＲＬ）に基づいて、このＵＲＬに該当するＷＷＷサーバより応答送信される、送信要求されたページのＨＴＭＬ文書をＩＰパケットでインターネット２５からゲートウェイ２２に出力しし、ゲートウェイ２２は、ＨＴＭＬ文書を衛星通信フレームに変換して地球局１２に出力する。そして、地球局１２で符号化及び変調されて衛星１１へ出力されると、衛星１１の中継器／ルーター装置／交換機１１０１で（送信周波数に変換され）中継されたデータが携帯型衛星通信端末１に送信される。
【００３４】
図４に、携帯型衛星通信端末１、衛星１１、地球局１２、ゲートウェイ２２、インターネット２５のプロトコル・スタックの構成例を示す。インターネット２５には、ＦＴＰサーバー２５５１、メールサーバー２５５２、ＷＷＷサーバー２５５３、ＴＣＰ／ＩＰ２５５４、ＬＡＮ２５５５が設けられる。ゲートウェイ２２には、ＬＡＮ２２５１、ＡＡＬ５・ＡＴＭ２２５２、ＯＣ−３ｃＳＤＨ２５５３が設けられる。送受信アダプタ３２には、ＯＣ−３ｃＳＤＨ３２５１、ＳＡＴ系３２５２が設けられる。衛星１１には、ＳＡＴ系１１５１、１１５２が設けられる。携帯型衛星通信端末１には、ＦＴＰクライアント１０５１、メーラー１０５２、ＷＷＷブラウザ１０５３、ＴＣＰ／ＩＰ１０５４、ＡＡＬ５・ＡＴＭ１０５５、ＳＡＴ系１０５６が設けられる。
２．携帯型衛星通信端末１の回路構成
【００３５】
図５及び図６は、前記携帯型衛星通信端末１の構成を示す透視図及び縦断面図である。この携帯型衛星通信端末１は、時計本体ケース１２１と、この時計本体ケース１２１の相対向する端部に、各々一対のバンド取付用ビス１５９、１６０で取り付けられた一対の可撓性を有する樹脂製のリストバンド１２２、１２３とを有している。リストバンド１２２の端末部には、尾錠１２４が取り付けられている。
【００３６】
時計本体ケース１２１の上面側は風防ガラス１２５により閉鎖され、下面側は裏蓋１２６により閉鎖されている。時計本体ケース１２１内部には、ＬＣＤからなる表示部１２７、前記受送信回路部１２８、及び電池１２９が積層状態で配置されている。送受信回路部１２８は、前記リストバンド１２２、１２３が取り付けられた端部方向に延びる各々４本の接続バネ１３０〜１３３、１３５〜１３８により弾性的に、リストバンド１２２、１２３に設けられた対応する各々４本の本体接続用プラグ１３９〜１４２、及び１４３〜１４６と接続されている。
【００３７】
両リストバンド１２２、１２３には、共に可撓性を有する誘電体層１４７、１４８と、グランド接地電極層１４９、１５０とが密着した状態で長手方向に沿って埋設されている。さらに、一方のリストバンド１２２内には、前記誘電体層１４７上に第１アンテナ素子１５１、第２アンテナ素子１５２、第３アンテナ素子１５３が配置され、他方のリストバンド１２３内には、前記誘電体層１４８上に第４アンテナ素子１５４、第５アンテナ素子１５５、第６アンテナ素子１５６が配置されている。
【００３８】
これら第１〜第６アンテナ素子１５１〜１５６はパッチ型アンテナ素子であって、第１〜第３アンテナ素子１５１〜１５３は、各々個別の給電部配線１５７を介して、対応する３本の前記本体接続用プラグ１３９〜１４１に接続されている。また、第４〜第６アンテナ素子１５４〜１５６は、各々個別の給電部配線１５８を介して、対応する３本の前記本体接続用プラグ１３３〜１４５に接続されている。さらに、前記各グランド接地電極層１４９、１５０は前記本体接続用プラグ１４２、１４６に接続されている。
【００３９】
以上の構成にかかる本実施の形態において、携帯型衛星通信端末１をリストバンド１２２、１２３にて手首に装着すると、第１〜第６アンテナ素子１５１〜１５６の指向方向が放射状に外側となるので、合成アンテナの指向角度領域が増大する。したがって、従来の静止衛星端末や携帯型ＧＰＳ端末のように、通信時に端末前面やアンテナを上空に向けて固定しなくとも、リストバンド１２２、１２３のいずれかの面が上空に向けばよいので、腕の姿勢や端末の向きが変わっても衛星と送信できる機会が増大するとともに、アンテナ開口が大きく指向方向が拡大することとなる。よって、腕の動作などの携帯姿勢や携帯型衛星通信端末１の向きが変化しても、恒常的に上空の衛星１１と安定した通信状態を形成することができる。
【００４０】
しかも第１〜第６アンテナ素子１５１〜１５６等は、リストバンド１２２、１２３内に埋設されていることから、この携帯型衛星通信端末１をリストバンド１２２、１２３にて手首に装着しても、第１〜第６アンテナ素子１５１〜１５６が手首の皮膚に接触することはなく、装着状態においてユーザーに違和感が生じてしまうこともない。また、リストバンド１２２、１２３の色、模様、外形等は自由に決定し得ることから、装飾性やデザイン上の自由度が制約を受けることがなく、該装飾性やデザイン上の自由度を確保することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態で用いるパッチ型アンテナ素子は、パッチ型マイクロストリップ・アンテナとして用いられるものである。
【００４２】
なお、本実施の形態のパッチ型マイクロストリップ・アンテナは、腕時計サイズになるように小型で、高密度に実装される。
【００４３】
例えば、幅ｄ（ｍｍ）の方形パッチを適用した場合は、そのアンテナ共振周波数ｆは、
ｆ＝ｃ／｛２（ｄ＋ｔ／２）×εｒ｝・・・・・・・・・・・・（式１）
また、半径ａ（ｍｍ）の円形パッチを適当した場合は、
ｆ＝１．８４１×ｃ／［２π×｛ａ＋（ｔ／π）×２×Ｉｎ２｝×εｒ］・（式２）
（ｃ＝電磁波（光）速度、ｔ＝誘電体基板の厚さ（ｍｍ）、εｒ＝誘導体の比誘導率）
となるので、このパッチ型マイクロストリップアンテナをにリストバンド１２２、１２３に設置する場合は、誘導体としてテフロン（登録商標）（比誘電率εｒ＝２．４程度）を用い、ｔを１ｍｍ相当とすると、そのサイズｄ（方形パッチの場合）は、３〜５ｍｍで充分である。
（なお、本実施の形態では記載していないが、適用する周波数帯としてＣバンド（アップ・リンク６ＧＨｚ帯／ダウン・リンク４ＧＨｚ帯）を選択する場合は、サイズｄは１６〜２４ｍｍ、Ｋｕバンド（アップ・リンク１４ＧＨｚ帯／ダウン・リンク１２ＧＨｚ帯）を選択する場合は、サイズｄは６〜８ｍｍが適当である。又、比誘電率εｒ＝１０〜２０程度の誘電体を用いれば、広帯域には不利だが、さらに、その１／２〜１／３の寸法で実現できる。）
【００４４】
（２）第１の実施の形態の変形例
図７、８は、第１の実施の形態の変形例を示す透視図及び縦断面図であり、電磁結合によりアンテナ素子に給電するようにした例である。この図７、８において、前述した図５、６に示した第１の実施の形態における携帯型衛星通信端末１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態にかかる携帯型衛星通信端末２においては、リストバンド１２２、１２３内であって前記グランド接地電極層１４９、１５０の裏面側に、さらに絶縁体からなる給電部配線用基板１６１、１６２が埋設されている。各給電部配線用基板１６１、１６２の裏面側には、各々３本の給電部配線層１６３、１６４がプリントされている。また、前記誘電体層１４７、１４８には、各第１アンテナ素子１５１〜第６アンテナ素子１５６に対応する部位に電磁結合孔１６５、１６６が穿設されている。そして、３本の給電部配線層１６３の一端部は各電磁結合孔１６５の下部まで延設され、他端部は対応する３本の前記本体接続用プラグ１３９、１４１、１４２に接続されている。また、３本の給電部配線層１６４の一端部は各電磁結合孔１６６の下部まで延設され、他端部は対応する３本の前記本体接続用プラグ１４３、１４４、１４６に接続されている。なお、この実施の形態においては、前記各グランド接地電極層１４９、１５０は前記本体接続用プラグ１４０、１４５に接続されている。
【００４５】
したがって、この変形例においても、携帯型衛星通信端末２をリストバンド１２２、１２３にて手首に装着することにより、前述した第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４６】
（３）第２の実施の形態
図９、１０は、本発明の第２形態を示す正面図及び側面図であり、ベゼルにアンテナ素子を配置するようにした例である。この携帯型衛星通信端末３は、時計本体ケース３０１と、この時計本体ケース３０１の相対向する端部に、各々一対のバンド取付用ビス３０２、３０３で取り付けられた一対の可撓性を有する樹脂製のリストバンド３０４、３０５とを有している。リストバンド３０４の端末部には、尾錠３０６が取り付けられている。
【００４７】
時計本体ケース３０１の上面側は風防ガラス３０７により閉鎖され、下面側は裏蓋３０８により閉鎖されている。時計本体ケース３０１内部には、ＬＣＤからなる表示部３０９が配置されているともに、その下面側に図示しない受送信回路部、及び電池が積層状態で配置されている。時計本体ケース３０１には、風防ガラス３０７を囲繞するベゼル３１０が設けられており、ベゼル３１０の表面は内側が高く外側が低いテーパー状に形成されている。ベゼル３１０の表面には、第１〜第６アンテナ素子３１１〜３１６が等間隔で放射状に配置されている。各第１〜第６アンテナ素子３１１〜３１６は同一形状であって、前記受送信回路部に接続されている。
【００４８】
以上の構成にかかる本実施の形態において、携帯型衛星通信端末３をリストバンド３０４、３０５にて手首に装着すると、ベゼル３１０の表面はテーパー状に形成されていることから、腕がどのような状態にあっても、ベゼル３１０の表面の一部が上空を向いている確立は極めて高いものとなる。よって、腕の動作などの携帯姿勢や携帯型衛星通信端末３の向きが変化しても、恒常的に上空の衛星１１と安定した通信状態を形成することができる。しかも第１〜第６アンテナ素子３１１〜３１６は、ベゼル３１０の表面に配置されていることから、この携帯型衛星通信端末３をリストバンド３０４、３０５にて手首に装着しても、第１〜第６アンテナ素子３１１〜３１６が手首の皮膚に接触することはなく、装着状態においてユーザーに違和感が生じてしまうこともない。また、リストバンド３０４、３０５の色、模様、外形等は自由に決定し得ることから、装飾性やデザイン上の自由度が制約を受けることがなく、該装飾性やデザイン上の自由度を確保することができる。
【００４９】
（４）第３の実施の形態
【００５０】
図１１〜１２は、本発明の第３の実施の形態を示すものあり、複数のアンテナ素子送受信回路部との間に各々移相器を接続、各アンテナ素子の送受信電波の位相を一定角度ずつずらして設定することにより、一定角度方向の送受信感度を強くすることで、アレーアンテナ全体の指向特性を制御するフェーズド・アレーとして構成したものである。
【００５１】
すなわち、図１１に示すように、この携帯型衛星通信端末４は、時計本体ケース４０１と、この時計本体ケース４０１の相対向する端部に、各々取り付けられた一対の可撓性を有する樹脂製のリストバンド４０２、４０３とを有している。一方のリストバンド４０２には第１〜第３アンテナ素子４０４〜４０６が間隔ｄ毎に埋設され、他方のリストバンド４０３には、第４〜第６アンテナ素子４０７〜４０９が間隔ｄ毎に埋設されている。また、第３アンテナ素子４０６と第４アンテナ素子４０７との間隔は上記ｄのｎ（ｎは整数）倍となっている。各アンテナ素子４０４〜４０９は、時計本体ケース４０１内に配置された移相器４１０〜４１５を各々介して送受信部４１６に接続されている。さらに、時計本体ケース４０１内には、送受信部４１６に接続された制御部４１７、この制御部４１７に接続され移相器４１０〜４１２を制御するビーム制御ブロック４１８、及び移相器４１３〜４１５を制御するビーム制御ブロック４１９が設けられている。
【００５２】
次に、本実施の形態にかかるフェーズド・アレー・アンテナの動作を図１２を参照して説明する。例えば第５アンテナ素子４０８に衛星１１からの電波Ｒが到達したとすると、この電波Ｒの等位相面Ｐが第４アンテナ素子４０７に到達する時間は、第５アンテナ素子４０８への到達時間より２π／λｇ・ｄ・ｓｉｎθだけ遅れる（ｇ＝給電回路の波長）。したがって、この位相遅れの分だけ移相器４１３で進ませてやり、第５アンテナ素子４０８での受信電波信号との位相差をゼロにする。同様に、電波Ｒの等位相面Ｐが第３アンテナ素子４０６に到達する時間は、第５アンテナ素子４０８への到達時間より２π／λｇ・ｄ・（ｎ＋１）・ｓｉｎθだけ遅れるので、この位相遅れの分だけ移相器４１２で進ませてやり、第２アンテナ素子４０５に到達する時間は、第５アンテナ素子４０８への到達時間より２π／λｇ・ｄ・（ｎ＋２）・ｓｉｎθだけ遅れるので、この位相遅れの分だけ移相器４１１で進ませてやり、第１アンテナ素子４０４に到達する時間は、第５アンテナ素子４０８への到達時間より２π／λｇ・ｄ・（ｎ＋３）・ｓｉｎθだけ遅れるので、この位相遅れの分だけ移相器４１０で進ませてやる。そして、それらの出力を合成することで、到来方向の電波を強くして取り出すことができる。
【００５３】
すなわち、リストバンド４０２、４０３に設けた複数のアンテナ素子４０４〜４０９をフェーズド・アレーとして構成することで、制御部４１７から各アンテナ素子４０４〜４０９の移相器４１０〜４１５を各々可変制御して、図１３に示すように、アレーアンテナ全体の指向方向を通信相手の衛星１１の方向へ向けることができるので、衛星方向の受信感度や送信電波強度を強くできる。これにより、出力が小さく受信感度が劣る小型の携帯端末でも、安定した通信を行うことができる。また、衛星以外の方向への無駄な送受信による電力消費を省けるので、節電や連続通信時間の向上、搭載電池の小型化などの利点がある。
【００５４】
なお、本実施の形態に用いられる移相器としては、例えば、Ｖｃｏｎｔの制御電圧によりＣｏｌｄ  ＦＥＴのゲート電圧を制御して、入出力間の位相差を３６０度可変する可変移相器を用いる。詳細には、小型化に好適なＰＩＮダイオードのバイアス電圧の極性によってＯＮ／ＯＦＦするデジタル移相器などが望ましい。
【００５５】
またこれらの移相器の制御方法においては、装着者の腕の曲率を考慮に入れた制御を加えてもよい。
【００５６】
（５）第３の実施の形態の変形例
【００５７】
上記の可変移相器の代わりに、方向性結合器（３ｄＢハイブリッド回路）と、−４５度固定移相器とを組み合わせたバトラー・マトリックスを構成して、ビーム方向を制御するビーム走査アンテナを用いることもできる。ビーム走査アンテナは、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）と同じアルゴリズムであるバトラー・マトリックスを通してアレー・アンテナを給電すると、給電端子により各アンテナの位相に等間隔で進み遅れが生じて、放射ビームの方向が変わる。給電端子をスイッチ切り替えすることで、ビームの向きを走査できるメリットがある。
【００５８】
なお、フェーズド・アレー・アンテナの代わりに、直交ダイポール・アンテナや２点給電式の円偏波アンテナを使用してもよい。この場合、移相器（位相変換器）は、入力電力を二等分して出力し、かつ、一方を９０度進んだ位相で出力する方向性結合器又は３ｄＢハイブリッド回路を使用するのが望ましい。
【００５９】
（６）第４の実施の形態
【００６０】
図１４〜１６は、本発明の第４の実施の形態を示すものあり、前述のフェーズド・アレー・アンテナを利用して、マルチ・ビーム・アンテナを構成して組み込んだものである。
【００６１】
図１４に示すように、この実施の形態の携帯型衛星通信端末５は、時計本体ケース５０１と、この時計本体ケース５０１の相対向する端部に、各々取り付けられた一対の可撓性を有する樹脂製のリストバンド５０２、５０３とを有している。
【００６２】
一方のリストバンド５０２には、背面接地電極５１０が埋設されているとともに、この背面接地電極５１０上に配置された第１〜第３アンテナ素子５０４〜５０６が埋設されている。他方のリストバンド５０３には、背面接地電極５１１が埋設されているとともに、この背面接地電極５１１上に上に配置された第５〜第６アンテナ素子５０７〜５０９が埋設されている。
【００６３】
さらに、一方のリストバンド５０２には、第１〜第３アンテナ素子５０４〜５０６に各々接続された移相器群５１２〜５１４が埋設されているとともに、これら移相器群５１２〜５１４を制御する位相制御回路５１５が埋設されている。他方のリストバンド５０３には、第４〜第６アンテナ素子５０７〜５０９に各々接続された移相器群５１６〜５１８が埋設されているとともに、これら移相器５１６〜５１８を制御する位相制御回路５１９が埋設されている。
【００６４】
時計本体ケース５０１内には、送受信部群５２０が配置されているともに、これら送受信部群５２０に接続された制御部５２１が配置されている。
【００６５】
これら移相器群５１２〜５１８と送受信部群５２０とは図１５に示すように、移相器群５１２〜５１８の移相器５１２１、５１３１、５１４１、５１６１、５１７１、５１８１は送受信部群５２０の送受信部５２０１に接続され、移相器群５１２〜５１８の移相器５１２２、５１３２、５１４２、５１６２、５１７２、５１８２は送受信部群５２０の送受信部５２０２に接続され、移相器群５１２〜５１８の移相器５１２３、５１３３、５１４３、５１６３、５１７３、５１８３は送受信部群５２０の送受信部５２０３に接続される。
このように各アンテナ素子に接続された３個の移相器を個別に制御することにより、フェーズド・アレー・アンテナによってマルチ・ビーム・アンテナ５２２、５２３を構成することができる。マルチ・ビーム・アンテナ５２２、５２３は、図１６に示すように、複数のビーム（ビーム１〜３）と、複数の入出力端子［図１５の端子１〜Ｎ（本実施の形態ではＮ＝３）］を持ち、複数の独立した情報や信号を１個（１組）のアンテナで伝送でき、ビームをスポット化することで利得を上げるとともに、ビームの空間分割で周波数の再使用が可能となる。
【００６６】
このように本実施の形態においては、このマルチ・ビーム・アンテナ５２２、５２３を複数素子のマイクロ・ストリップ・アレー・アンテナにより、超小型化を実現している。すなわち、前記フェーズド・アレー・アンテナの各受信（／送信）アンテナ５０４〜５０９の出力（／入力）をＮ分割（３分割）し、分割した出力（／入力）にそれぞれ移相器を接続し、他のアンテナ素子の出力（／入力）と合成して出力（／入力）する。したがって、本実施の形態によれば、給電回路は複雑になるが、１組のアレーアンテナで複数ビームを独立に作り、それぞれ独自の周波数や信号をのせ、ビーム方向も独立に走査できるので、同時に複数の衛星Ａ、Ｂ、Ｃと異なる方向ビーム（ビーム１〜３）で通信できる利点がある。
【００６７】
（７）第５の実施の形態
【００６８】
図１７〜１９は、本発明の第５の実施の形態を示すものあり、上記第３の実施の形態の構造に加え、端末の向きを検出する方位センサや姿勢センサを設け、また、制御部内には、記憶した衛星軌道要素データ、もしくは、衛星との通信により受信した衛星の詳細軌道データやフェメリス（運行暦）データ等から演算処理により、当該衛星の現在の軌道位置や空間座標位置、さらには、視方位や仰角（視高度）などを予測演算する手段を更に内蔵したものである。
【００６９】
すなわち、図１７に示すように、この携帯型衛星通信端末６は、時計本体ケース６０１と、この時計本体ケース６０１の相対向する端部に、各々取り付けられた一対の可撓性を有する樹脂製のリストバンド６０２、６０３とを有している。一方のリストバンド６０２には第１〜第３アンテナ素子６０４〜６０６が埋設され、他方のリストバンド６０３には、第４〜第６アンテナ素子６０７〜６０９が埋設されている。各アンテナ素子６０６〜６０９は、時計本体ケース６０１内に配置された移相器６１０〜６１５を各々介して送受信部６１６に接続されている。
【００７０】
さらに、時計本体ケース６０１内には、送受信部６１６に接続され移相器６１０〜６１２を制御する制御部６１７、この制御部６１７に接続されたセンサ入力回路６１８と衛星位置算出ブロック６１９、前記センサ入力回路６１８に接続された方位センサ６２０と姿勢センサ６２１、前記衛星位置算出ブロック６１９に接続された軌道データ格納部６２２が設けられている。前記方位センサ６２０は、直交した２軸ＸＹ方向又は３軸ＸＹＺ方向のＭＲ磁気抵抗素子とそれを取り囲むバイアス磁界コイルとで構成された電子方位センサ、もしくは、フラックス・ゲート・コイルなど地磁気方位センサなどからなる。また、姿勢センサ６２１は、内壁に検出電極が設けられた球状カプセルに誘導性の液体を封じた傾斜センサや、電圧ジャイロ素子などの慣性センサなどで構成される。軌道データ格納部６２２には通信相手となる衛星の軌道データが格納されている。
【００７１】
以上の構成にかかる本実施の形態において制御部６１７は、通信時に方位センサ６２０が計測した方位データや、姿勢センサ６２１が検出した姿勢（向き）データを、センサ入力回路６１８を介して取り込み、その時点毎の携帯型衛星通信端末６の方位や向きを算出する。また、同時に衛星位置算出ブロック６１９は、軌道データ格納部６２２に格納されているデータに基づき、通信相手である衛星の予測現在位置、地上から見た視方位や仰角を求める。
【００７２】
制御部６１７は、携帯型衛星通信端末６の向きや方位と、衛星の予測方位や高度とから、当該端末６に対する当該衛星の相対方向や向きを算出して、アンテナ６０４〜６０９のビーム方向が当該衛星の方向を向くように、各移相器６１０〜６１５の位相をそれぞれ可変制御する。
【００７３】
図１８に基づき、水平面での方位に対するビーム走査の動作を説明する。方位センサ６２０で求めた携帯型衛星通信端末６の方位が真北Ｎから東に角度αであり、衛星位置算出ブロック６１９で求めた衛星１１の予測視方位が真北Ｎから東に角度βであったとする。この場合、ビームの走査角度を、携帯型衛星通信端末６の方向に対して「θ＝β−α」の方向に向けるように制御すれば、ビームを衛星１１の方向に向けることができる。
【００７４】
したがって、本実施の形態により、ユーザーの向きや腕の姿勢により携帯型衛星通信端末６の向きが変わっても、それに合わせてアンテナのビームを衛星１１の方向に自動的に向くように制御できるので、衛星１１との間で安定した通信を行うことができる。また、ユーザーも通信中において上空にアンテナ素子を向けた姿勢を強いられる必要もないので、使い勝手を向上させることができる。よって、メールの自動受信や、プッシュ型のニュース情報の自動更新、又はソフトやデータが必要な時点で、ユーザーに意識させることなく、アプリケーション・ソフトが自動的に衛星１１経由でネットワークからダウンロードして利用できるなど、衛星通信の利用用途も拡大できる利点がある。
【００７５】
なお、所謂シーケンシャル・アレーによる円偏波アンテナを、携帯型衛星通信端末のリストバンドや本体ケースのベゼルになどに配置した、パッチ型マイクロストリップ・アレー・アンテナを用いて、衛星通信端末用の円偏波アンテナを構成するようにしてもよい。よく知られるように、Ｎ個のシーケンシャル・アレーで、ｋ番目のアンテナ素子を、Φｋ＝（ｋ−１）π／Ｎだけ、順次回転した向きに配置し、各アンテナ素子の位相を同じくΦｋだけ偏移（移相）させて給電し、励振することで円偏波が得られ、円偏波の広帯域化が可能である。移相の偏移はΦｋの固定型移相器をそれぞれ接続することでも、あるいは、アンテナ素子への給電線路の長さをΦｋに相当する長さ（λ・Φｋ／２π）だけ変えて配線することでも得られる。
【００７６】
なお、以上に説明した第３〜第５の実施の形態においては、リストバンドにアンテナ素子を埋設した場合を示したが、前述した第２の実施の形態に示したように、ベゼルにアンテナ素子を配置した構成であっても適用し得ることは勿論である。
（８）携帯型衛星通信端末のハード構成例
図１９は、携帯型衛星通信端末７のハード構成例を示すブロック図であり、アンテナの構成は上記第３〜第５の実施の形態と同様の形をとるものとする。この携帯型衛星通信端末７は、前記リストバンドに設けられた送信用アンテナ７０１、受信用アンテナ７０２、本体ケース内に設けられた両アンテナ７０１、７０２に順次接続された送受信／変復調回路部７０３、符号／復号回路７０４、インターフェース回路７０５、これら送受信／変復調回路部７０３、符号／復号回路７０４、インターフェース回路７０５に接続された制御部７０６、この制御部７０６に接続された時計計時部７０７、操作入力部７０８、表示出力部７０９、音声入出力部７１０、プログラムメモリ７１１、データメモリ７１２を有している。
【００７７】
送受信／変復調回路部７０３は、両アンテナ７０１、７０２に接続された分波器／合成器（ＭＵＸ）７１３、この分波器／合成器７１３の送信側に順次設けられた大電力増幅（ＨＰＡ）７１４、周波数変換器（Ｕ／Ｃ）７１５、変調器（ＭＯＤ）７１６、ＬＰＦ７１７、分波器／合成器（ＭＵＸ）７１３の送信側に順次設けられた低雑音増幅器（ＬＮＡ）７１８、周波数変換器（Ｄ／Ｃ）７１９、ＬＰＦ７２０、復調器（ＤＥＭ）４２１、ＢＰＦ７２２、及び周波数変換器（Ｕ／Ｃ）７１５と周波数変換器（Ｄ／Ｃ）７１９とに接続されたＰＬＬ７２３を有している。符号／復号回路７０４は、送信側に順次設けられた畳込み符号器（Ｅｎｃｏｄｅｒ）７２４、インターリーブ７２５、リードソロモン符号器７２６、受信側に順次設けられたビタビ復号器（Ｄｅｃｏｄｅｒ）７２７、デインターリーブ７２８、リードソロモン復号器７２９を備えている。
【００７８】
符号／復号回路７０４は、例えばランダム誤り向きのＢＣＨ符号やＨａｍｍｉｎｇ符号、バースト誤り向きのリード・ソロモン符号などの「ブロック符号」では、送信データをｋビット毎のブロックに分割し、これにｎ−ｋビットのパリティを付加した計ｎビットの情報を１ブロックとして送り、受信復号側で検出した誤りを訂正する。また、「畳み込み符号」では、入力ビットにその前の一定の数ビットとのｍｏｄ２加算（ＥＸ−ＯＲ）を出力して送る。畳み込み符号の復号に簡易な「閾値符号」や、訂正率が高いビダビ符号などの「最ゆう復号」などを用いる。図示したような、畳み込み符号とリード・ソロモン符号の「鎖状（連接）符号」など、これら組み合わせ符号が静止軌道の衛星通信ではよく用いられるが、アルゴリズムが複雑で処理時間もかかり復号器が大きくなる。低軌道衛星では伝送距離が短くエラー率も低いので、簡単なブロック符号や、畳み込み符号でも処理が速い閾値符号や、他の誤り訂正符号を用いた、符号復号器を小型化してもよい。
【００７９】
（９）地上地球局のハードウェア構成例
図２０は、前記地球局１２のハードウェア構成例を示すブロック図である。この地球局１２は、アンテナ装置部１２１０と、このアンテナ装置部１２１０に接続された送信装置部１２１１と受信装置部１２１２、これら送信装置部１２１１と受信装置部１２１２とに接続された多元接続装置１２１３、及び各装置部に接続された監視制御装置部１２１４とを備えている。このアンテナ装置部１２１０は、アンテナ１２１６、給電装置（Ｄｉｓｐｒｅｘｅｒ）１２１８、追尾装置（Ｔｒａｃｋｉｎｇ）１２１７で構成されている。送信装置部１２１１は大電力増幅器（ＨＰＡ）１２１９、各々複数の周波数変換器（Ｕ／Ｃ）１２２０と変調器（ＭＯＤ）１２２１、及び交流電源１２２２で構成され、受信装置部２は交流電源１２２２、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２２３、各々複数の周波数変換器（Ｄ／Ｃ）１２２４と復調器（ＤＥＭ）１２２５とで構成されている。多元接続装置１２１３は、各々複数の符号器（Ｅｎｃｏｄｅｒ）１２２７、復号器（Ｄｅｃｏｄｅｒ）１２２８、インターフェース回路１２２９とで構成され、インターフェース回路１２２９は、インターネットや公衆網などの地上網１２１５に接続されている。
【００８０】
（１０）人工衛星搭載の中継器のハードウェア構成例
図２１〜図２４は、衛星１１に搭載されている中継器のハード構成例を示すブロック図である。図２１に示すように、一般的な中継器（Through Repeater/Bent-Pipe型）１１０２は、複数の受信アンテナ１１０３、分波器（ＳＷ（DEMUX））１１０４、共に複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ（Low Noise Amp））１１０５と周波数変換器（Ｄ／Ｃ）１１０６、ＩＦスイッチ（ＳＷ）１１０７、共に複数の周波数変換器（Ｕ／Ｃ）１１０８と、高出力増幅器（ＨＰＡ（High Power Amp.））１１０９、合成器（ＭＵＸ）１１１０、タイミング信号発生器１１１１、スイッチ制御部１１１２、及び複数の送信アンテナ１１１３を備えている。
【００８１】
そして、受信アンテナ１１０３で受信した電波を低雑音増幅器１１０５で増幅し、周波数変換器（Ｄ／Ｃ）１１０６で中間周波数（ＩＦ）に変換し、周波数変換器１１０８で送信周波数に変換し、高出力増幅器１１０９で増幅して、送信アンテナ１１１３から送信する。
【００８２】
図２２は、シングル・コンバージョン（Single Conversion型）中継器１１２１を示すブロック図である。このシングル・コンバージョン中継器１１２１は、送受信アンテナ１１２２、送受分波器１１２３、低雑音増幅器（ＬＮＡ（Low Noise Amp））１１２４、周波数変換器（Ｄ／Ｃ）１１２５、前置増幅器（ＰＡ）１１２６、高出力増幅器（ＨＰＡ（High Power Amp.））１１２７で構成されている。つまり、一般に衛星側の送信周波数は受信周波数よりも低いので、周波数変換器（Ｄ／Ｃ）１１２５が１つである簡易な構成にすることができる。
【００８３】
図２３は、復調器や変調器を搭載して、１度ベースバンド信号に再生した後、再度変調して送信する「再生型」の中継器を示すブロック図である。この中継器１１３１は、複数の受信アンテナ（マルチビーム・アンテナ）１１３２、分波器（ＳＷ）１１３３、複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ）１１３４と周波数変換器（Ｄ／Ｃ）１１３５とＢＰＦを備えた復調器群（N-CH Group DEM）１１３６、スイッチ（ＳＷ）１１３７、複数の時分割多重変調器（TDM MOD）１１３８と周波数変換器（Ｕ／Ｃ）１１３９と高出力増幅器（ＨＰＡ）１１４０、ＳＷ１１４１及び複数の送信アンテナ（マルチビーム・アンテナ）１１４２を備えている。
【００８４】
この中継器１１３１においては、複数系統の増幅器１１３４や周波数変換器に加え、多数チャンネルの復調器群１１３６や多重変調器１１３８を搭載し、回線チャンネル毎に周波数だけでなく変復調や符号化方式も選択的に組み合わせて切換制御することができる。また、地球局を介さずに衛星経由のみでも端末同士の回線接続ができるように、衛星に回線交換機やルーター、さらに、衛星間通信機能を搭載する構成や、衛星間光通信を行う構成としてもよい。衛星搭載交換機と衛星間通信は「イリジウム」で一部実現されているが、衛星が大型で高価となる。低軌道衛星システムはでは多数の衛星を必要とするので、安価に実現するには、単純な構成のスルーリピーター（Through Repeater）型などの中継器のみを搭載した小型衛星が適している。
【００８５】
図２４は、移動体サービス向けの中継器を示すブロック図である。この中継器１１５１は、フィーダー・リンク用の受信アンテナ１１５２と送信アンテナ１１５３とを有し、受信アンテナ１１５２側には、ＢＰＦ１１５４、ＬＮＡ１１５５、Ｄ／Ｃ１１５６、フォワード・プロセッサ１１５７、ビーム形成回路１１５８、Ｕ／Ｃ＆ＨＰＡ１１５９、ＢＰＦ１１６０、ユーザー・サービス側の送信アンテナ１１６１が順次接続されている。前記フォワード・プロセッサ１１５７は、ＤＥ  ＭＵＸ１１６２、ＳＷ１１６３、及びＭＵＸ１１６４で構成されている。
【００８６】
また、フィーダー・リンク用の送信アンテナ１１５３側には、ＢＰＦ１１６５、ＨＰＡ１１６６、Ｕ／Ｃ１１６７、リターン・プロセッサ１１６８、ビーム形成回路１１６９、ＬＮＡ＆Ｄ／Ｃ１１７０、ＢＰＦ１１７１、ユーザー・サービス側の受信アンテナ１１７２が順次接続されている。前記リターン・プロセッサ１１５７は、ＭＵＸ１１７３、ＳＷ１１７４、及びＤＥ  ＭＵＸ１１７５で構成されている。
【００８７】
（１１）ソフトウェア・スタックの構成例
図２５〜２８は、低軌道衛星通信システム、及び、これに対応する携帯情報端末の地球局側ゲートウェイのソフトウェア・スタックの構成例を示すものである。
【００８８】
セルラー通信システムや、衛星通信システム等の移動体無線通信システムを適用してインターネットに接続する場合、無線区間のみ専用プロトコルに替え、中継サーバーなどで固定有線網のＴＣＰ／ＩＰに変換する方法が一般的で融通性もある。
【００８９】
図２５は、リンク・ドライバ型を示すものであり、インターネット８０１には、ＦＴＰサーバー８０１１、メールサーバー８０１２、ＷＷＷサーバー８０１３、ＴＣＰ／ＩＰ８０１４、ＬＡＮ８０１５が設けられる。アクセスサーバー８０２には、ＴＣＰ／ＩＰ８０２１、ＬＡＮ８０２２、リンク・ドライバ８０２３、ＡＴＭ８０２４、衛星系通信プログラム８０２５が設けられる。人工衛星８０３には、衛星系通信プログラム８０３１、８０３２が設けられる。携帯情報端末８０４には、ＦＴＰクライアント８０４１、メーラー８０４２、ＷＷＷブラウザ８０４３、ＴＣＰ／ＩＰ８０４４、リンク・ドライバ８０４５、ＡＴＭなど８０４６、衛星系通信プログラム８０４７が設けられる。
【００９０】
このリンク・ドライバ型では、携帯情報端末８０４及びアクセスサーバー８０２のＴＣＰ／ＩＰの下に実装したリンク・ドライバソフトが回線交換やパケット通信など無線回線の違いを吸収し、データ圧縮や暗号化、回線の接続管理、リンク層での移動透過性をサポートする（但し、ＴＣＰ／ＩＰでのタイムアウトは解決できないので、切断や遅延の多い遠距離伝送には向かない。）。
【００９１】
図２６は、プロトコル・スタック型を示すものであり、インターネット８１１には、ＦＴＰサーバー８１１１、メールサーバー８１１２、ＷＷＷサーバー８１１３、ＴＣＰ／ＩＰ８１１４、ＬＡＮ８１１５が設けられる。中継サーバー８１２には、プロトコル変換部８１２１、ＴＣＰ／ＩＰ８１２２、ＬＡＮ８１２３、無線用トランスポート層８１２４、ＡＴＭなど８１２５、衛星系通信プログラム８１２６が設けられる。人工衛星８１３には、衛星系通信プログラム８１３１、８１３２が設けられる。携帯情報端末８１４には、ＦＴＰクライアント８１４１、メーラー８１４２、ＷＷＷブラウザ８１３３、無線用トランスポート層８１３４、ＡＴＭ８１４５、衛星系通信プログラム８１４６が設けられる。
【００９２】
このプロトコル・スタック型では、携帯情報端末８１４と中継サーバー８１２のプロトコル・スタックをＴＣＰ／ＩＰから専用の無線トランスポート層プロトコルや再送制御に置き換え、インターネット対応のアプリケーションソフトに対して、無線回線状体の隠蔽やデータ圧縮などをサポートする。
【００９３】
図２７は、ソケット・インターフェース型を示すものであり、インターネット８２１には、ＦＴＰサーバー８２１１、メールサーバー８２１２、ＷＷＷサーバー８２１３、ＴＣＰ／ＩＰ８２１４、ＬＡＮ８２１５が設けられる。中継サーバー８２２には、プロトコル変換部８２２１、ＴＣＰ／ＩＰ８２２２、ＬＡＮ８２２３、無線用トランスポート層８２２４、ＴＣＰ／ＩＰ８２２５、衛星系通信プログラム８２２６が設けられる。人工衛星８２３には、衛星系通信プログラム８２３１、８２３２が設けられる。携帯情報端末８２４には、ＦＴＰクライアント８２４１、メーラー８２４２、ＷＷＷブラウザ８２３３、無線用トランスポート層８２３４、ＴＣＰ／ＩＰ８２４５、衛星系通信プログラム８２４６が設けられる。
このソケット・インターフェース型は、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）系端末では、ＷｉｎＳｏｃｋ  ＤＬＬ（Windows（登録商標） Sockets Dynamic Link Library）を置き換えるなど、アプリ側の付加機能を追加できる（但し、アプリ・レベルのタイムアウトには対応できない）。
【００９４】
図２８は、プロキシ型を示すものであり、インターネット８３１には、ＦＴＰサーバー８３１１、メールサーバー８３１２、ＷＷＷサーバー８３１３、ＴＣＰ／ＩＰ８３１４、ＬＡＮ８３１５が設けられる。プロキシ・サーバー８３２には、リモートＰＲＯＸＹ８３２１、ＴＣＰ／ＩＰ８３２２、ＬＡＮ８３２３が設けられる。アクセス・サーバー８３３には、ＴＣＰ／ＩＰ８３３１、ＬＡＮ８３３２、衛星系通信プログラム８３３３が設けられる。人工衛星８３４には、ＴＣＰ／ＩＰ８３４１、衛星系通信プログラム８３４２、８３４３が設けられる。携帯情報端末８３５には、ローカルＰＲＯＸＹ８３５１、ＷＷＷ、メーラー層、アプリ層８３５２、ＴＣＰ／ＩＰ８３５３、衛星系通信プログラム８３５４が設けられる。
このプロキシ型では、サーバー上の移動端末上にプロキシ（代理）サーバー・ソフトを乗せたもので、ＷＷＷなど特定アプリのプロトコルに対して、回線状体の隠蔽や、データのフィルタリング、画像データの縮小、オフラインでＷＷＷブラウジングや先読みなど、アプリに最適な処理を実行できる（但し、ＦＴＰなどプロキシを考慮していないアプリには適用しにくい。）。
【００９５】
また、ダイアルアップによる１ＳＰ接続や無線ＬＡＮでは、回線切断によりＩＰアドレスが更新され接続が継続できない、出先ネットワークに繋ぐと移動先を知らない相手からのポケットが届かないなど、ＩＰアドレスの移動管理が下段だったが、移動体のＩＰアドレスが変わってもＴＣＰが扱うＩＰアドレスは変わらない仕組みや、ＩＰアドレス変更をホストやルーター間あるいはエージェント間で通知し合う方法、ヘッダオプションやリンク層アドレスなどを利用し移動先でのＩＰアドレスの同一性を確保する方法がある。
【００９６】
例えば、ＩＥＴＦの「Ｍｏｂｉｌｅ  ＩＰ」では、出張端末の移動先のＦＡ（ＦｏｒｅｉｇｎＡｇｅｎｔ）サーバーを見つけ登録要求を出すと、ＦＡは端末を自分に登録するとともに、端末のホームネットワークのＨＡ（Home Agent）サーバーに端末位置を通知連絡してくれる。ＨＡはホームネットワークに届いた出張端末へのパケットを、新しいＩＰパケットで包み込む（IP Encapsulation）などトンネリング手法でＦＡまで回送してくれ、ＦＡは元のパケットに復元して端末に届ける。国内の「ＶＩＰ（Virtual IP）」は、ＩＰパケットのヘッダオプションを利用して、端末の識別用のＩＰアドレス（VIPアドレス）と、端末の移動先でホームルーターに向け位置連絡すると、中継網のＶＩＰ対応ルーターはパケット内容から出張端末の現在位置を検出し、ルーター内のＡＭＴ（Address Map Table）に記憶して、以降適切なルート（経路）の制御を行う。
【００９７】
衛星側も周回移動する低軌道衛星でも、端末ＩＰアドレスの移動管理が課題である。端末が位置するフットプリントやスーパーセルのエリア内の地球局のゲートウェイに、エージェント・サーバーやＶＩＰルーターの機能を持たせ、ゲートウェイ間で連絡すれば、前述の「Ｍｏｂｉｌｅ−ＩＰ」や「ＶＩＰ」と同様の応用が可能である。
【００９８】
衛星の現在位置は監視局や地球局で把握できるので、地球局と通信接続している衛星番号やセル番号を識別して端末位置を特定してルートを制御すればよい。また、端末が低軌道衛星と通信すれば、衛星又は地球局は端末の地上位置を検出や測位できるので、ネットワーク位置ではなく、経度緯度など端末の地上位置座標データで把握して、どの衛星のセルが現在カバーしている地上位置かを算出して、ルーティングする構成としてもよい。
あるいは、再生型中継器搭載の衛星などでは、衛星にエージェントサーバールーター機能を搭載して端末の存在位置を検出し、地上のサーバーやルーターと通知連絡する構成としてもよい。
【００９９】
また、端末識別用ＩＰアドレス（端末ＩＤや製造番号などでもよい）と、Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ＩＰアドレス（衛星やセル番号）やＧａｔｅｗａｙＩＰアドレス（ネットワーク番号）とを分離して、パケット内容から端末がどの衛星のどのセルにいるか、あるいは、どの地球局と回線接続しているかを、ルーター間で通知連絡する構成としてもよい。
【０１００】
【発明の効果】
【０１０１】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、複数個のアンテナ素子は、バンド内に埋設されていることから、身体の一部に挿着しても、アンテナ素子が皮膚に接触することはなく、装着状態において使用者に違和感が生じてしまうこともない。また、バンドの色、模様、外形等は自由に決定し得ることから、装飾性やデザイン上の自由度が制約を受けることもない。
【０１０２】
さらに、請求項１及び４記載の発明によれば、フェーズド・アレーとして構成することができ、したがって、通信相手方向の受信感度や送信電波強度を強くできるので、出力が小さく受信感度が劣る小型の携帯端末でも、安定した通信を行うことができる。また、通信相手以外の方向への無駄な送受信による電力消費を省けるので、節電や連続通信時間の向上、搭載電池の小型化などの利点が生ずる。
【０１０３】
また、この携帯通信機器を身体の一部に携帯している使用者の姿勢が変わっても、これに左右されることなく、安定した通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の通信システム概略を示すシステム構成図である。
【図２】同実施の形態のシステムの詳細を示すブロック構成図である。
【図３】携帯型衛星通信端末における処理を示すフローチャートである。
【図４】携帯型衛星通信端末、衛星、地球局、ゲートウェイ、インターネットのプロトコル・スタックの構成例を示すブロック図である。
【図５】同実施の形態にかかる携帯型衛星通信端末の透視図である。
【図６】同携帯型衛星通信端末の縦断面図である。
【図７】第１の実施の形態の変形例にかかる携帯型衛星通信端末の透視図である。
【図８】同携帯型衛星通信端末の縦断面図である。
【図９】第２の実施の形態の変形例にかかる携帯型衛星通信端末の正面図である。
【図１０】同携帯型衛星通信端末の側面図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図１２】同実施の形態よるフェーズド・アレー・アンテナ構成を示す説明図である。
【図１３】フェーズド・アレー・アンテナの動作を示す説明図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態を示すブロック図である。
【図１５】同実施の形態のフェーズド・アレー・アンテナによるマルチビーム・アンテナ構成を示す説明図である。
【図１６】マルチビーム・アンテナの動作を示す説明図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態を示すブロック図である。
【図１８】衛星方位とＰアンテナ方位とビーム方位の関係を示す説明図である。
【図１９】携帯型衛星通信端末のハード構成例を示すブロック図である。
【図２０】地球局のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図２１】衛星に搭載されている一般的な中継器のハード構成例を示すブロック図である。
【図２２】シングル・コンバージョン中継器を示すブロック図である。
【図２３】「再生型」の中継器を示すブロック図である。
【図２４】移動体サービス向けの中継器を示すブロック図である。
【図２５】リンク・ドライバ型のソフトウェア・スタックの構成例を示すブロック図である。
【図２６】プロトコル・スタック型のソフトウェア・スタックの構成例を示すブロック図である。
【図２７】ソケット・インターフェース型のソフトウェア・スタックの構成例を示すブロック図である。
【図２８】プロキシ型のソフトウェア・スタックの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１        携帯型衛星通信端末（携帯通信機器）
４        携帯型衛星通信端末（携帯通信機器）
５        携帯型衛星通信端末（携帯通信機器）
６        携帯型衛星通信端末（携帯通信機器）
１１      衛星
１２      地球局
２２      ゲートウェイ
２５      インターネット
１０１    アンテナ
１０２    送受信部
１０３    衛星系変復調ブロック
１０４    インターフェース変換ブロック
１０５    復号器
１０７    入出力インターフェース
１０８    メモリ
１０９    復調部
１１０    復号部
１１１    デインターリーブ
１１２    復号器
１１３    復調器群
１２１    時計本体ケース
１２２    リストバンド
１２３    リストバンド
１２５    風防ガラス
１２６    裏蓋
１２７    表示部
１２８    送受信回路部
１２９    電池
１３０    接続バネ
１４７    誘電体層
１４９    グランド接地電極層
１５１    第１アンテナ素子
１５２    第２アンテナ素子
１５３    第３アンテナ素子
１５４    第４アンテナ素子
１５５    第５アンテナ素子
１５６    第６アンテナ素子
１５７    給電部配線
１５８    給電部配線
１５９    バンド取付用ビス
１６１    給電部配線用基板
１６３    給電部配線層
１６４    給電部配線層
１６５    電磁結合孔
３０１    時計本体ケース（ケース本体）
３１０    ベゼル
３１１    第１アンテナ素子（アンテナ）
３１２    第２アンテナ素子（アンテナ）
３１３    第３アンテナ素子（アンテナ）
３１４    第４アンテナ素子（アンテナ）
３１５    第５アンテナ素子（アンテナ）
３１６    第６アンテナ素子（アンテナ）
４０１    時計本体ケース（ケース本体）
４０２    リストバンド（バンド部）
４０３    リストバンド（バンド部）
４０４    第１アンテナ素子（アンテナ）
４０５    第２アンテナ素子（アンテナ）
４０６    第３アンテナ素子（アンテナ）
４０７    第４アンテナ素子（アンテナ）
４０８    第５アンテナ素子（アンテナ）
４０９    第６アンテナ素子（アンテナ）
４１０    移相器
４１３    移相器
４１６    送受信部
４１７    制御部
４１８    ビーム制御ブロック（位相制御手段）
４１９    ビーム制御ブロック（位相制御手段）
５０１    時計本体ケース（ケース本体）
５０２    リストバンド（バンド部）
５０３    リストバンド（バンド部）
５０４    第１アンテナ素子（アンテナ）
５０５    第２アンテナ素子（アンテナ）
５０６    第３アンテナ素子（アンテナ）
５０７    第４アンテナ素子（アンテナ）
５０８    第５アンテナ素子（アンテナ）
５０９    第６アンテナ素子（アンテナ）
５１５    位相制御回路（位相制御手段）
５１９    位相制御回路（位相制御手段）
６０１    時計本体ケース（ケース本体）
６０２    リストバンド（バンド部）
６０３    リストバンド（バンド部）
６０４    第１アンテナ素子（アンテナ）
６０５    第２アンテナ素子（アンテナ）
６０６    第３アンテナ素子（アンテナ）
６０７    第４アンテナ素子（アンテナ）
６０８    第５アンテナ素子（アンテナ）
６０９    第６アンテナ素子（アンテナ）
６１０    移相器
６１１    移相器
６１２    移相器
６１３    移相器
６１４    移相器
６１５    移相器
６１６    送受信部
６１７    制御部（位相制御手段、指向方向制御手段）
６１８    センサ入力回路
６１９    衛星位置算出ブロック
６２０    方位センサ（方向検出手段）
６２１    姿勢センサ（姿勢検出手段）
６２２    軌道データ格納部（記憶手段）
５１２１  移相器
５１２２  移相器
５１２３  移相器
５１３１  移相器
５１３２  移相器
５１３３  移相器
５１４１  移相器
５１４２  移相器
５１４３  移相器
５１６１  移相器
５１６２  移相器
５１６３  移相器
５１７１  移相器
５１７２  移相器
５１７３  移相器
５１８１  移相器
５１８２  移相器
５１８３  移相器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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