(57)【要約】【課題】通信効率を低下させることなく、アンテナ装置の小型化及び軽量化を行う。【解決手段】アンテナ装置１０は、衛星１に搭載され、ＶＨＦ帯の電波を送受信するアンテナ装置であって、給電点１１４から一端１１１ａまでの部分が、Ｘ軸方向の長さ成分及びＹ軸方向の長さ成分を有する形状を呈するエレメントを含むアンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂと、第１給電位相及び第２給電位相、または、第１合成位相及び第２合成位相を調整することによって、アンテナ装置１０の偏波の向きを制御する移相器１２と、を備え、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂは、第１給電位相及び第２給電位相が互いに同相であるか、または、第１合成位相及び第２合成位相が互いに同相である場合、偏波成分Ａ１と偏波成分Ａ２とが互いに強め合い、偏波成分Ｂ１と偏波成分Ｂ２とが互いに弱め合うように配置される。【選択図】図３
2016127441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛翔体に搭載され、ＶＨＦ帯の電波を送受信するアンテナ装置であって、
給電点から先端までの部分が、第１方向の長さ成分と、前記第１方向と直交する第２方向の長さ成分と、を有する形状を呈するエレメントを含む第１アンテナ素子と、
給電点から先端までの部分が、前記第１方向の長さ成分と、前記第２方向の長さ成分と、を有する形状を呈するエレメントを含む第２アンテナ素子と、
前記第１アンテナ素子の第１給電位相及び前記第２アンテナ素子の第２給電位相、または、前記第１アンテナ素子の第１合成位相及び前記第２アンテナ素子の第２合成位相を調整することによって、前記アンテナ装置の偏波の向きを制御する移相器と、
を備え、
前記第１アンテナ素子及び前記第２アンテナ素子は、前記第１給電位相及び前記第２給電位相が互いに同相であるか、または、前記第１合成位相及び前記第２合成位相が互いに同相である場合、前記第１方向において偏波成分が互いに強め合い、前記第２方向において偏波成分が互いに弱め合うように配置される、アンテナ装置。
【請求項２】
前記移相器は、前記第１給電位相及び前記第２給電位相を互いに同相もしくは逆相となるように調整するか、または、前記第１合成位相及び前記第２合成位相を互いに同相もしくは逆相となるように調整する、請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１アンテナ素子及び前記第２アンテナ素子は、逆Ｆ型アンテナである、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】
給電点から先端までの部分が、前記第１方向の長さ成分と、前記第２方向の長さ成分と、を有する形状を呈するエレメントを含む第３アンテナ素子と、
給電点から先端までの部分が、前記第１方向の長さ成分と、前記第２方向の長さ成分と、を有する形状を呈するエレメントを含む第４アンテナ素子と、
をさらに備え、
前記移相器は、前記第３アンテナ素子の第３給電位相及び前記第４アンテナ素子の第４給電位相、または、前記第３アンテナ素子の第３合成位相及び前記第４アンテナ素子の第４合成位相をさらに調整することによって、前記偏波の向きを制御し、
前記第３アンテナ素子及び前記第４アンテナ素子は、前記第３給電位相及び前記第４給電位相が互いに同相であるか、または、前記第３合成位相及び前記第４合成位相が互いに同相である場合、前記第１方向において偏波成分が互いに強め合い、前記第２方向において偏波成分が互いに弱め合うように配置され、
前記第１アンテナ素子及び前記第３アンテナ素子は、前記第１給電位相及び前記第３給電位相が互いに逆相であるか、または、前記第１合成位相及び前記第３合成位相が互いに逆相である場合、前記第１方向において偏波成分が互いに強め合い、前記第２方向において偏波成分が互いに弱め合うように配置され、
前記第２アンテナ素子及び前記第４アンテナ素子は、前記第２給電位相及び前記第４給電位相が互いに逆相であるか、または、前記第２合成位相及び前記第４合成位相が互いに逆相である場合、前記第１方向において偏波成分が互いに強め合い、前記第２方向において偏波成分が互いに弱め合うように配置される、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記移相器は、前記第１給電位相及び前記第４給電位相を互いに逆相となるように調整するとともに、前記第２給電位相及び前記第３給電位相を互いに逆相となるように調整するか、または、前記第１合成位相及び前記第４合成位相を互いに逆相となるように調整するとともに、前記第２合成位相及び前記第３合成位相を互いに逆相となるように調整する、請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記移相器は、前記第１給電位相及び前記第２給電位相を互いに逆相となるように調整するとともに、前記第３給電位相及び前記第４給電位相を互いに逆相となるように調整するか、または、前記第１合成位相及び前記第２合成位相を互いに逆相となるように調整するとともに、前記第３合成位相及び前記第４合成位相を互いに逆相となるように調整する、請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記移相器は、前記第１給電位相及び前記第３給電位相を互いに同相となるように調整するとともに、前記第２給電位相及び前記第４給電位相を互いに同相となるように調整するか、または、前記第１合成位相及び前記第３合成位相を互いに同相となるように調整するとともに、前記第２合成位相及び前記第４合成位相を互いに同相となるように調整する、請求項４に記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記第３アンテナ素子及び前記第４アンテナ素子は、逆Ｆ型アンテナである、請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【請求項９】
前記ＶＨＦ帯の電波はＡＩＳ信号を含み、
前記移相器は、船舶密集域の感度が低下するように前記偏波の向きを制御する、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星等の飛翔体に搭載されるアンテナ装置では、通信効率を向上するためにアンテナの指向性が制御される。例えば、特許文献１には、複数のアンテナ素子を備えるフェイズドアレイアンテナを搭載し、指向方向エラーに応じて個々のアンテナ素子の位相シフタ（移相器）を制御することによって、アンテナの指向性を制御する衛星が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９７３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＶＨＦ帯の電波の波長は数メートルであり比較的大きいので、アンテナ素子も波長に準じて大きくなる。このため、特許文献１に記載のフェイズドアレイアンテナをＶＨＦ帯の電波の送受信に用いる場合、フェイズドアレイアンテナは複数のアンテナ素子を備えていることから、各アンテナ素子が大型化することによって、アンテナ装置の設置スペースが格段に大きくなり、アンテナ装置の重量も大きくなる。したがって、より小型軽量化する要求の強い衛星等の飛翔体への適用の障害となることがあった。
【０００５】
一方、衛星等の飛翔体にＶＨＦ帯のアンテナを搭載する場合、比較的小型軽量である無指向性のモノポールアンテナ等が用いられることがある。しかしながら、衛星等に無指向性のアンテナを搭載した場合、地上の広範囲なエリアが通信可能エリアとなるので、地上の無線局が多数存在し同時に電波を送信している状況において、飛翔体に到来する信号が重なり合って輻輳を生じて受信率が低下し、その結果、通信効率が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、通信効率を低下させることなく小型化及び軽量化が可能なアンテナ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係るアンテナ装置は、飛翔体に搭載され、ＶＨＦ帯の電波を送受信するアンテナ装置である。このアンテナ装置は、給電点から先端までの部分が、第１方向の長さ成分と、第１方向と直交する第２方向の長さ成分と、を有する形状を呈するエレメントを含む第１アンテナ素子と、給電点から先端までの部分が、第１方向の長さ成分と、第２方向の長さ成分と、を有する形状を呈するエレメントを含む第２アンテナ素子と、第１アンテナ素子の第１給電位相及び第２アンテナ素子の第２給電位相、または、第１アンテナ素子の第１合成位相及び第２アンテナ素子の第２合成位相を調整することによって、アンテナ装置の偏波の向きを制御する移相器と、を備える。第１アンテナ素子及び第２アンテナ素子は、第１給電位相及び第２給電位相が互いに同相であるか、または、第１合成位相及び第２合成位相が互いに同相である場合、第１方向において偏波成分が互いに強め合い、第２方向において偏波成分が互いに弱め合うように配置される。
【０００８】
このアンテナ装置によれば、第１給電位相及び第２給電位相が互いに同相である場合、または、第１合成位相及び第２合成位相が互いに同相である場合には、第１アンテナ素子の第１方向の偏波成分と第２アンテナ素子の第１方向の偏波成分とが互いに強め合い、第１アンテナ素子の第２方向の偏波成分と第２アンテナ素子の第２方向の偏波成分とが互いに弱め合うので、アンテナ装置の主たる偏波の向きが第１方向となる。言い換えると、第１給電位相及び第２給電位相、または、第１合成位相及び第２合成位相が互いに逆相である場合には、第１アンテナ素子の第１方向の偏波成分と第２アンテナ素子の第１方向の偏波成分とが互いに弱め合い、第１アンテナ素子の第２方向の偏波成分と第２アンテナ素子の第２方向の偏波成分とが互いに強め合うので、アンテナ装置の主たる偏波の向きが第２方向となる。このため、第１アンテナ素子の第１給電位相及び第２アンテナ素子の第２給電位相、または、第１アンテナ素子の第１合成位相及び第２アンテナ素子の第２合成位相を調整することによって、アンテナ装置の偏波の向きを制御することが可能となる。これにより、通信可能なエリアを意図する向きに制御することができ、衛星によって受信される信号の輻輳を防止することが可能となる。例えば、輻輳エリアが地球上に偏在している場合、その輻輳エリアの信号を避けるような意図を持ったアンテナパターンとすることが可能となる。また、アンテナ装置は第１アンテナ素子と第２アンテナ素子とを備えればよいので、フェイズドアレイアンテナと比較してアンテナ素子の数を減らすことができる。その結果、通信効率を低下させることなく、小型化及び軽量化が可能となる。
【０００９】
移相器は、第１給電位相及び第２給電位相を互いに同相もしくは逆相となるように調整するか、または、第１合成位相及び第２合成位相を互いに同相もしくは逆相となるように調整してもよい。第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）を互いに同相とすることによって、アンテナ装置の主たる偏波の向きを第１方向とすることができる。また、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）を互いに逆相とすることによって、アンテナ装置の主たる偏波の向きを第２方向とすることができる。このように、アンテナ装置の主たる偏波の向きを、直交する第１方向及び第２方向のいずれかに切り替えることが可能となる。
【００１０】
第１アンテナ素子及び第２アンテナ素子は、逆Ｆ型アンテナであってもよい。逆Ｆ型アンテナの１素子当たりのサイズは、例えば、０．２５波長×０．０５波長×０．０１波長程度である。このため、第１アンテナ素子及び第２アンテナ素子を小型化及び軽量化することができ、アンテナ装置のさらなる小型化及び軽量化が可能となる。
【００１１】
本発明の別の態様に係るアンテナ装置は、給電点から先端までの部分が、第１方向の長さ成分と、第２方向の長さ成分と、を有する形状を呈するエレメントを含む第３アンテナ素子と、給電点から先端までの部分が、第１方向の長さ成分と、第２方向の長さ成分と、を有する形状を呈するエレメントを含む第４アンテナ素子と、をさらに備えてもよい。移相器は、第３アンテナ素子の第３給電位相及び第４アンテナ素子の第４給電位相、または、第３アンテナ素子の第３合成位相及び第４アンテナ素子の第４合成位相をさらに調整することによって、偏波の向きを制御してもよい。第３アンテナ素子及び第４アンテナ素子は、第３給電位相及び第４給電位相が互いに同相であるか、または、第３合成位相及び第４合成位相が互いに同相である場合、第１方向において偏波成分が互いに強め合い、第２方向において偏波成分が互いに弱め合うように配置されてもよい。第１アンテナ素子及び第３アンテナ素子は、第１給電位相及び第３給電位相が互いに逆相であるか、または、第１合成位相及び第３合成位相が互いに逆相である場合、第１方向において偏波成分が互いに強め合い、第２方向において偏波成分が互いに弱め合うように配置されてもよい。第２アンテナ素子及び第４アンテナ素子は、第２給電位相及び第４給電位相が互いに逆相であるか、または、第２合成位相及び第４合成位相が互いに逆相である場合、第１方向において偏波成分が互いに強め合い、第２方向において偏波成分が互いに弱め合うように配置されてもよい。
【００１２】
このアンテナ装置によれば、例えば、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）、並びに、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）を互いに同相とし、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）、並びに、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）を互いに逆相とすることによって、アンテナ装置の主たる偏波の向きを第１方向とすることができる。また、このアンテナ装置によれば、例えば、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）、並びに、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）を互いに逆相とし、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）、並びに、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）を互いに同相とすることによって、アンテナ装置の主たる偏波の向きを第２方向とすることができる。さらに、例えば、第３給電位相（第３合成位相）に対する第１給電位相（第１合成位相）の位相差と、第２給電位相（第２合成位相）に対する第４給電位相（第４合成位相）の位相差とを等しくなるように調整することによって、位相差に応じて第１方向の偏波成分の大きさと第２方向の偏波成分の大きさとの比率が変化する。このため、アンテナ装置の主たる偏波の向きと第１方向とが成す角度を調整することができ、アンテナ装置の偏波の向きを所望の方向に制御することが可能となる。これにより、通信可能なエリアを意図する向きに制御することができ、衛星によって受信される信号の輻輳を防止することが可能となる。また、アンテナ装置は第１アンテナ素子と第２アンテナ素子と第３アンテナ素子と第４アンテナ素子とを備えればよいので、フェイズドアレイアンテナと比較してアンテナ素子の数を減らすことができる。その結果、通信効率を低下させることなく、小型化及び軽量化が可能となる。
【００１３】
移相器は、第１給電位相及び第４給電位相を互いに逆相となるように調整するとともに、第２給電位相及び第３給電位相を互いに逆相となるように調整するか、または、第１合成位相及び第４合成位相を互いに逆相となるように調整するとともに、第２合成位相及び第３合成位相を互いに逆相となるように調整してもよい。この場合、第３給電位相（第３合成位相）に対する第１給電位相（第１合成位相）の位相差は、第２給電位相（第２合成位相）に対する第４給電位相（第４合成位相）の位相差と等しくなる。この位相差に応じて、第１方向の偏波成分の大きさと第２方向の偏波成分の大きさとの比率が変化する。このため、アンテナ装置の主たる偏波の向きと第１方向とが成す角度を調整することが可能となる。その結果、アンテナ装置の主たる偏波の向きを、第１方向及び第２方向によって規定される平面において所望の方向とすることが可能となる。
【００１４】
移相器は、第１給電位相及び第２給電位相を互いに逆相となるように調整するとともに、第３給電位相及び第４給電位相を互いに逆相となるように調整するか、または、第１合成位相及び第２合成位相を互いに逆相となるように調整するとともに、第３合成位相及び第４合成位相を互いに逆相となるように調整してもよい。この場合、第１給電位相（第１合成位相）に対する第３給電位相（第１合成位相）の位相差は、第２給電位相（第２合成位相）に対する第４給電位相（第４合成位相）の位相差と等しくなる。このとき、アンテナ装置の指向性は、この位相差を打ち消す方向にチルトする。位相差は第１方向に生じるので、この位相差によって、アンテナ装置の指向性を、第１方向にチルトさせる（寄せる）ことが可能となる。
【００１５】
移相器は、第１給電位相及び第３給電位相を互いに同相となるように調整するとともに、第２給電位相及び第４給電位相を互いに同相となるように調整するか、または、第１合成位相及び第３合成位相を互いに同相となるように調整するとともに、第２合成位相及び第４合成位相を互いに同相となるように調整してもよい。この場合、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）が互いに同相であり、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに同相であるので、第２方向において偏波成分が強められる。このため、アンテナ装置の指向性は第２方向に向く。そして、第１給電位相（第１合成位相）の逆相に対する第２給電位相（第２合成位相）の位相差は、第３給電位相（第３合成位相）の逆相に対する第４給電位相（第４合成位相）の位相差と等しくなる。このとき、アンテナ装置の指向性は、この位相差を打ち消す方向にチルトする。位相差は、第２方向に生じるので、この位相差によって、アンテナ装置の指向性を、第２方向にチルトさせることが可能となる。
【００１６】
第３アンテナ素子及び第４アンテナ素子は、逆Ｆ型アンテナであってもよい。逆Ｆ型アンテナの１素子当たりのサイズは、例えば、０．２５波長×０．０５波長×０．０１波長程度である。このため、第３アンテナ素子及び第４アンテナ素子を小型化及び軽量化することができ、アンテナ装置のさらなる小型化及び軽量化が可能となる。
【００１７】
ＶＨＦ帯の電波はＡＩＳ信号を含んでもよい。移相器は、船舶密集域の感度が低下するように偏波の向きを制御してもよい。沿岸域には、複数の船舶の航路が設定されることがあるので、船舶が密集する船舶密集域となることがある。衛星等の飛翔体に搭載したアンテナ装置を用いて、船舶からのＡＩＳ信号を受信する場合、このような海域では、複数の船舶からＡＩＳ信号が送信されるので、ＡＩＳ信号が輻輳を生じ、ＡＩＳ信号の受信率が低下するおそれがある。このため、船舶密集域の感度が低下するようにアンテナ装置の偏波の向きを制御することによって、アンテナ装置に到来するＡＩＳ信号の数を減らすことができ、ＡＩＳ信号の受信率を改善することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、通信効率を低下させることなく、アンテナ装置の小型化及び軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係るアンテナ装置を搭載した衛星の概略構成図である。
【図２】図１の衛星に搭載されるアンテナ装置の概略構成図である。
【図３】図２の各アンテナ素子の配置例を示す図である。
【図４】（ａ）は図２のアンテナ装置の指向性パターンの一例を説明するための図、（ｂ）は図２のアンテナ装置の指向性パターンの別の例を説明するための図である。
【図５】第２実施形態に係るアンテナ装置を搭載した衛星の概略構成図である。
【図６】図５の衛星に搭載されるアンテナ装置の概略構成図である。
【図７】図６の各アンテナ素子の配置例を示す図である。
【図８】（ａ）は図６の各アンテナ素子の偏波成分の一例を説明するための図、（ｂ）は主たる偏波の向きをＹ軸方向に向けた場合の図６のアンテナ装置の指向性パターンの一例を示す図である。
【図９】（ａ）は図６の各アンテナ素子の偏波成分の別の例を説明するための図、（ｂ）は主たる偏波の向きをＸ軸方向に向けた場合の図６のアンテナ装置の指向性パターンの一例を示す図である。
【図１０】（ａ）は主たる偏波の向きをＸ軸方向及びＹ軸方向以外の方向に向けた場合の図６のアンテナ装置の指向性パターンの一例を示す図、（ｂ）は主たる偏波の向きをＸ軸方向及びＹ軸方向以外の方向に向けた場合の図６のアンテナ装置の指向性パターンの別の例を示す図である。
【図１１】（ａ）は指向性を−Ｙ方向にチルトした場合の図６のアンテナ装置の指向性パターンの一例を示す図、（ｂ）は指向性を＋Ｙ方向にチルトした場合の図６のアンテナ装置の指向性パターンの一例を示す図である。
【図１２】指向性を＋Ｘ方向にチルトした場合の図６のアンテナ装置の指向性パターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るアンテナ装置を搭載した衛星の概略構成図である。衛星１は、例えば、重量が２００ｋｇ以下であり、一辺の大きさが例えば２波長以下である小型衛星であって、高度が５００〜７００ｋｍ程度である低軌道を周回する。衛星１は、例えば、船舶自動識別装置（ＡＩＳ：Automatic Identification System）を搭載している。衛星１は、衛星１のための各種装置が収容される本体部２と、太陽光発電のためのパネル３と、地上局との間で信号を送受信するためのアンテナ装置１０（図２参照）と、を備える。以下の説明では、パネル３の幅方向をＸ軸、衛星１のパネル３の長さ方向をＹ軸、本体部２の高さ方向をＺ軸とし、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の交点に衛星１が位置し、＋Ｚ方向に地球があるとする。
【００２２】
ここで、ＡＩＳとは、３００トン以上の大型船に搭載が義務付けられている装置である。大型船では、自船の位置、針路及び速度等の情報を含むＡＩＳ信号を送信するとともに、他船からのＡＩＳ信号を受信することによって他船を識別する。沿岸の船舶からのＡＩＳ信号は沿岸局等で受信され、船舶の運行管理が行われる。沿岸局の受信可能エリアは半径７０ｋｍ程度であるので、受信可能エリアよりも沿岸から離れた海域では衛星及び航空機等にＡＩＳを搭載してＡＩＳ信号を受信している。ＡＩＳ信号は、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯の１６０ＭＨｚ程度の周波数の電波を用いて送受信される。地上局（大型船及び沿岸局）は、例えば、垂直偏波によりＡＩＳ信号を送信する。
【００２３】
図２は、アンテナ装置１０の概略構成図である。図３は、各アンテナ素子の配置例を示す図である。アンテナ装置１０は、衛星１に搭載され、ＶＨＦ帯の電波を送受信する。アンテナ装置１０は、アンテナ装置１０の偏波の向きを変更可能である。図２及び図３に示されるように、アンテナ装置１０は、アンテナ素子１１ａ（第１アンテナ素子）及びアンテナ素子１１ｂ（第２アンテナ素子）と、移相器１２ａ及び移相器１２ｂと、分配合成器１３と、送受信機１４と、制御部１５と、を備える。
【００２４】
アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂは、ＶＨＦ帯の電波を送受信するための素子である。アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂは、送信または受信の際に空間に生じる電波を、互いに直交するＸ軸方向（第２方向）及びＹ軸方向（第１方向）によって規定されるＸ−Ｙ平面においてＸ軸方向の偏波成分及びＹ軸方向の偏波成分に分解可能なエレメントを含む。具体的には、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂは、エレメントの給電点からエレメントの先端までの部分が、Ｘ軸方向の長さ成分と、Ｙ軸方向の長さ成分と、を有する形状を呈している。このＸ軸方向の長さ成分及びＹ軸方向の長さ成分は、例えば、１／１００波長〜１波長程度である。このようなアンテナ素子としては、例えば、逆Ｆ型アンテナ、逆Ｌ型アンテナ、マイクロストリップアンテナ、対称線に対して斜めに傾けたモノポールアンテナ等が挙げられる。ここでは、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂは、逆Ｆ型アンテナであるとして説明を行う。
【００２５】
アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂは、放射エレメント１１１と、短絡エレメント１１２と、給電エレメント１１３と、を備える。放射エレメント１１１は、Ｙ軸方向に延びており、衛星１の筐体（本体部２及びパネル３を含む）に対して略平行に延びている。放射エレメント１１１の一端１１１ａがエレメントの先端を成している。短絡エレメント１１２は、衛星1の接地点に接続されるエレメントである。短絡エレメント１１２は、Ｘ軸方向に放射エレメント１１１の他端から衛星１の筐体まで延びている。給電エレメント１１３は、衛星１の給電点１１４から給電されるエレメントである。給電エレメント１１３は、短絡エレメント１１２と略平行に配置され、Ｘ軸方向に放射エレメント１１１から給電点１１４まで延びている。放射エレメント１１１と短絡エレメント１１２とが成す角度、及び、放射エレメント１１１と給電エレメント１１３とが成す角度は略直角である。このように構成されたアンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂのＸ軸方向の長さは、例えば、０．０５波長程度であり、Ｙ軸方向の長さは、例えば、０．２５波長程度であり、Ｚ軸方向の長さは、例えば、０．０１波長程度である。
【００２６】
アンテナ装置１０が送信アンテナとして機能する場合、アンテナ素子１１ａには第１給電位相で給電され、アンテナ素子１１ｂには第２給電位相で給電される。アンテナ装置１０が受信アンテナとして機能する場合、アンテナ素子１１ａの受信信号は第１合成位相で合成され、アンテナ素子１１ｂの受信信号は第２合成位相で合成される。このため、アンテナ素子１１ａでは、電波を送受信する際に生じた電界は、Ｘ−Ｙ平面内において、Ｙ軸方向の偏波成分である偏波成分Ａ１とＸ軸方向の偏波成分である偏波成分Ｂ１とに分解され得る。また、アンテナ素子１１ｂでは、電波を送受信する際に生じた電界は、Ｘ−Ｙ平面内において、Ｙ軸方向の偏波成分である偏波成分Ａ２とＸ軸方向の偏波成分である偏波成分Ｂ２とに分解され得る。
【００２７】
アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂは、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）が互いに同相である場合、偏波成分Ａ１と偏波成分Ａ２とが互いに強め合い、偏波成分Ｂ１と偏波成分Ｂ２とが互いに弱め合うように配置される。言い換えると、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂは、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）が互いに逆相である場合、偏波成分Ａ１と偏波成分Ａ２とが互いに弱め合い、偏波成分Ｂ１と偏波成分Ｂ２とが互いに強め合うように配置される。具体的には、第１給電位相と第２給電位相とが同相である場合に、偏波成分Ａ１と偏波成分Ａ２とがＸ軸方向における衛星１の中心線Ｃ１に対して線対称となり、かつ、偏波成分Ｂ１と偏波成分Ｂ２とが中心線Ｃ１に対して線対称となるように、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂが配置される。
【００２８】
つまり、アンテナ素子１１ａのエレメントのＸ軸方向の長さの成分（給電エレメント１１３）が給電点１１４を基準として延びる方向と、アンテナ素子１１ｂのエレメントのＸ軸方向の長さの成分（給電エレメント１１３）が給電点１１４を基準として延びる方向とは、互いに反対である。また、アンテナ素子１１ａのエレメントのＹ軸方向の長さ成分（放射エレメント１１１）が給電点１１４を基準として延びる方向と、アンテナ素子１１ｂのエレメントのＹ軸方向の長さ成分（放射エレメント１１１）が給電点１１４を基準として延びる方向とは、同じである。例えば、アンテナ素子１１ａとアンテナ素子１１ｂとが略同一平面内に位置し、中心線Ｃ１に対して略線対称に配置される。なお、略同一平面内とは、同一平面内及び同一平面から０．２５波長以下ずれている場合を含む。略線対称とは、完全な線対称及び完全な線対称の位置から０．２５波長以下ずれている場合を含む。アンテナ素子１１ａとアンテナ素子１１ｂとの間隔は、約１波長以下である。約１波長とは、例えば、０．２５波長以上、１．５波長以下である。
【００２９】
移相器１２ａは、第１給電位相及び第１合成位相を調整する回路である。移相器１２ａは、アンテナ装置１０が送信アンテナとして機能する場合、第１給電位相を調整する。移相器１２ａは、アンテナ装置１０が受信アンテナとして機能する場合、第１合成位相を調整する。移相器１２ｂは、第２給電位相及び第２合成位相を調整する回路である。移相器１２ｂは、アンテナ装置１０が送信アンテナとして機能する場合、第２給電位相を調整する。移相器１２ｂは、アンテナ装置１０が受信アンテナとして機能する場合、第２合成位相を調整する。
【００３０】
分配合成器１３は、信号の分配及び合成を行う回路である。分配合成器１３は、アンテナ装置１０が送信アンテナとして機能する場合、送受信機１４からの信号をアンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂに分配する。分配合成器１３は、アンテナ装置１０が受信アンテナとして機能する場合、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂによって受信された信号を入力し、これらの受信信号の合成を行う。
【００３１】
送受信機１４は、信号を生成し、受信した信号を処理する回路である。送受信機１４は、アンテナ装置１０が送信アンテナとして機能する場合、変調等の各種処理を施した信号を分配合成器１３に出力する。送受信機１４は、アンテナ装置１０が受信アンテナとして機能する場合、分配合成器１３によって合成された信号を入力し、復調等の各種処理を行う。
【００３２】
制御部１５は、例えば、プロセッサによって構成される。制御部１５は、アンテナ装置１０が送信アンテナとして機能する場合、移相器１２ａを制御して第１給電位相を調整し、移相器１２ｂを制御して第２給電位相を調整することによって、アンテナ装置１０の偏波の向きを制御する。制御部１５は、例えば、地上局から制御コマンドを受信し、受信した制御コマンドに応じて、移相器１２ａの第１給電位相及び移相器１２ｂの第２給電位相を制御する。
【００３３】
制御部１５は、アンテナ装置１０が受信アンテナとして機能する場合、移相器１２ａを制御して第１合成位相を調整し、移相器１２ｂを制御して第２合成位相を調整することによって、アンテナ装置１０の偏波の向きを制御する。制御部１５は、例えば、地上局から制御コマンドを受信し、受信した制御コマンドに応じて、移相器１２ａの第１合成位相及び移相器１２ｂの第２合成位相を制御する。なお、アンテナ装置１０が送信アンテナとして機能する場合とアンテナ装置１０が受信アンテナとして機能する場合とは、互いに可逆性を有する。以下、給電位相を用いて、アンテナ装置１０が送信アンテナとして機能する場合について説明を行うが、アンテナ装置１０が受信アンテナとして機能する場合においても同様に成立する。
【００３４】
図４の（ａ）は、アンテナ装置１０の指向性パターンの一例を説明するための図である。この例では、移相器１２ａ及び移相器１２ｂによって、第１給電位相及び第２給電位相が同相に設定される。
【００３５】
ここで、Ｘ軸と直交する平面であって中心線Ｃ１を含む平面Ｐ、つまり、Ｙ軸とＺ軸とによって規定されるＹ−Ｚ平面において、アンテナ素子１１ａから放射される電波とアンテナ素子１１ｂから放射される電波を合成した合成波は、偏波成分Ａを含む。つまり、偏波成分Ａ１及び偏波成分Ａ２は互いに同相であるので、平面Ｐにおいて、合成波のＹ軸方向の偏波成分Ａは、偏波成分Ａ１と偏波成分Ａ２との和となる。一方、偏波成分Ｂ１及び偏波成分Ｂ２は互いに逆相であり、アンテナ素子１１ａから平面Ｐまでの距離とアンテナ素子１１ｂから平面Ｐまでの距離とが互いに等しいので、偏波成分Ｂ１及び偏波成分Ｂ２は平面Ｐにおいて互いに打ち消し合う。その結果、平面Ｐにおいては偏波成分Ａのみが残るので、アンテナ装置１０の主たる偏波の向き、つまり、衛星１の主たる偏波の向きはＹ軸方向（＋Ｙ方向）となる。
【００３６】
地上局の偏波は垂直偏波であり、地球は＋Ｚ方向にあるので、Ｙ軸方向では衛星１の偏波と地上局の偏波とが一致する。このため、Ｙ軸方向の電波の受信感度は大きくなる。一方、Ｘ軸方向では、衛星１の偏波と地上局の偏波とが直交するので、Ｘ軸方向の電波の受信感度は小さくなる。その結果、図４の（ａ）に示される指向性パターンＤが得られる。
【００３７】
図４の（ｂ）は、アンテナ装置１０の指向性パターンの別の例を説明するための図である。この例では、移相器１２ａ及び移相器１２ｂによって、第１給電位相及び第２給電位相が互いに逆相に設定される。この場合、偏波成分Ａ１及び偏波成分Ａ２は互いに逆相であり、アンテナ素子１１ａから平面Ｐまでの距離とアンテナ素子１１ｂから平面Ｐまでの距離とが互いに等しいので、偏波成分Ａ１及び偏波成分Ａ２は平面Ｐにおいて互いに打ち消し合う。一方、偏波成分Ｂ１及び偏波成分Ｂ２は互いに同相であるので、平面Ｐにおいて、合成波のＸ軸方向の偏波成分Ｂは、偏波成分Ｂ１と偏波成分Ｂ２との和となる。その結果、平面Ｐにおいては偏波成分Ｂのみが残るので、アンテナ装置１０の主たる偏波の向き、つまり、衛星１の主たる偏波の向きはＸ軸方向（＋Ｘ方向）となる。
【００３８】
地上局の偏波は垂直偏波であり、地球は＋Ｚ方向にあるので、Ｘ軸方向では衛星１の偏波と地上局の偏波とが一致する。このため、Ｘ軸方向の電波の受信感度は大きくなる。一方、Ｙ軸方向では、衛星１の偏波と地上局の偏波とが直交するので、Ｙ軸方向の電波の受信感度は小さくなる。その結果、図４の（ｂ）に示される指向性パターンＤが得られる。
【００３９】
以上のように、アンテナ装置１０によれば、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）が互いに同相である場合には、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ａ１とアンテナ素子１１ｂの偏波成分Ａ２とが互いに強め合い、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ｂ１とアンテナ素子１１ｂの偏波成分Ｂ２とが互いに弱め合う。このため、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）を互いに同相とすることによって、アンテナ装置１０の主たる偏波の向きをＹ軸方向とすることができる。また、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）が互いに逆相である場合には、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ａ１とアンテナ素子１１ｂの偏波成分Ａ２とが互いに弱め合い、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ｂ１とアンテナ素子１１ｂの偏波成分Ｂ２とが互いに強め合う。このため、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）を互いに逆相とすることによって、アンテナ装置１０の主たる偏波の向きをＸ軸方向とすることができる。このようにして、アンテナ装置１０の主たる偏波の向きを、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれかに切り替えることが可能となる。これにより、通信可能なエリアを意図する向きに制御することができ、衛星１によって受信される信号の輻輳を防止することが可能となる。また、アンテナ装置１０はアンテナ素子としてアンテナ素子１１ａとアンテナ素子１１ｂとを備えていればよいので、フェイズドアレイアンテナと比較してアンテナ素子の数を減らすことができる。その結果、通信効率を低下させることなく、アンテナ装置１０の小型化及び軽量化が可能となる。
【００４０】
例えば、沿岸域には、複数の船舶の航路が設定されることがあるので、衛星によって受信されるＡＩＳ信号が輻輳を生じる程度に多数の船舶が密集する船舶密集域が生じることがある。このような海域では、複数の船舶からＡＩＳ信号が送信されるので、衛星によって受信されるＡＩＳ信号が輻輳を生じ、ＡＩＳ信号の受信率が低下するおそれがある。また、この船舶密集域の船舶からのＡＩＳ信号は沿岸局等によって受信され得るので、衛星が船舶密集域の船舶からのＡＩＳ信号を受信する必要はない。このため、船舶密集域に存在する船舶から送信される電波の偏波と衛星１（アンテナ装置１０）の偏波とが直交するように、衛星１の偏波の向きが調整される。これにより、船舶密集域に対してアンテナ装置１０の感度を下げることができ、衛星１が受信するＡＩＳ信号の信号数を減らすことができる。その結果、ＡＩＳ信号の受信率を改善することが可能となる。
【００４１】
アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂとしては、逆Ｆ型アンテナが用いられ得る。アンテナ装置１０とは異なる方法で偏波の向きを調整可能なアンテナ素子として例えばクロスダイポールアンテナが挙げられるが、クロスダイポールアンテナの１素子当たりのサイズは、０．５波長×０．５波長×０．２５波長である。これに対して、逆Ｆ型アンテナの１素子当たりのサイズは、０．２５波長×０．０５波長×０．０１波長程度である。また、逆Ｆ型アンテナの重量は、クロスダイポールアンテナの重量の数十分の一程度である。このため、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂを小型化及び軽量化することができ、アンテナ装置１０のさらなる小型化及び軽量化が可能となる。その結果、アンテナ装置１０の衛星１への搭載性が向上する。
【００４２】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るアンテナ装置を搭載した衛星の概略構成図である。図５に示されるように、第２実施形態の衛星１Ａは、第１実施形態の衛星１と比較して、搭載されるアンテナ装置が異なる。
【００４３】
図６は、アンテナ装置１０Ａの概略構成図である。図７は、各アンテナ素子の配置例を示す図である。図６及び図７に示されるように、アンテナ装置１０Ａは、アンテナ装置１０と比較して、アンテナ素子の数及び配置、並びに、移相器の数が異なる。具体的には、アンテナ装置１０Ａは、アンテナ素子１１ｃ（第３アンテナ素子）及びアンテナ素子１１ｄ（第４アンテナ素子）と、移相器１２ｃ及び移相器１２ｄと、をさらに備える。
【００４４】
アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄは、ＶＨＦ帯の電波を送受信するための素子である。アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄは、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂと同様に、送信または受信の際に空間に生じる電波を、Ｘ−Ｙ平面においてＸ軸方向の偏波成分及びＹ軸方向の偏波成分に分解可能なエレメントを含む。具体的には、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄは、エレメントの給電点からエレメントの先端までの部分が、Ｘ軸方向の長さ成分と、Ｙ軸方向の長さ成分と、を有する形状を呈している。このＸ軸方向の長さ成分及びＹ軸方向の長さ成分は、例えば、１／１００波長〜１波長程度である。このようなアンテナ素子としては、例えば、逆Ｆ型アンテナ、逆Ｌ型アンテナ、マイクロストリップアンテナ、対称線に対して斜めに傾けたモノポールアンテナ等が挙げられる。ここでは、アンテナ素子１１ａ、アンテナ素子１１ｂ、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄは、逆Ｆ型アンテナであるとして説明を行う。なお、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄの構成は、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂの構成と同様であるので、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
アンテナ装置１０Ａが送信アンテナとして機能する場合、アンテナ素子１１ｃには第３給電位相で給電され、アンテナ素子１１ｄには第４給電位相で給電される。アンテナ装置１０Ａが受信アンテナとして機能する場合、アンテナ素子１１ｃの受信信号は第３合成位相で合成され、アンテナ素子１１ｄの受信信号は第４合成位相で合成される。このため、アンテナ素子１１ｃでは、電波を送受信する際に生じた電界は、Ｘ−Ｙ平面内において、Ｙ軸方向の偏波成分である偏波成分Ａ３とＸ軸方向の偏波成分である偏波成分Ｂ３とに分解され得る。アンテナ素子１１ｄでは、電波を送受信する際に生じた電界は、Ｘ−Ｙ平面内において、Ｙ軸方向の偏波成分である偏波成分Ａ４とＸ軸方向の偏波成分である偏波成分Ｂ４とに分解され得る。
【００４６】
アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄは、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに同相である場合、偏波成分Ａ３と偏波成分Ａ４とが互いに強め合い、偏波成分Ｂ３と偏波成分Ｂ４とが互いに弱め合うように配置される。言い換えると、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄは、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに逆相である場合、偏波成分Ａ３と偏波成分Ａ４とが互いに弱め合い、偏波成分Ｂ３と偏波成分Ｂ４とが互いに強め合うように配置される。具体的には、第３給電位相と第４給電位相とが同相である場合に、偏波成分Ａ３と偏波成分Ａ４とがＸ軸方向における衛星１Ａの中心線Ｃ１に対して線対称となり、かつ、偏波成分Ｂ３と偏波成分Ｂ４とが中心線Ｃ１に対して線対称となるように、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄが配置される。
【００４７】
つまり、アンテナ素子１１ｃのエレメントのＸ軸方向の長さの成分（給電エレメント１１３）が給電点１１４を基準として延びる方向と、アンテナ素子１１ｄのエレメントのＸ軸方向の長さの成分（給電エレメント１１３）が給電点１１４を基準として延びる方向とは、互いに反対である。また、アンテナ素子１１ｃのエレメントのＹ軸方向の長さ成分（放射エレメント１１１）が給電点１１４を基準として延びる方向と、アンテナ素子１１ｄのエレメントのＹ軸方向の長さ成分（放射エレメント１１１）が給電点１１４を基準として延びる方向とは、同じである。例えば、アンテナ素子１１ｃとアンテナ素子１１ｄとが略同一平面内に位置し、中心線Ｃ１に対して略線対称に配置される。なお、略同一平面内とは、同一平面内及び同一平面から０．２５波長以下ずれている場合を含む。略線対称とは、完全な線対称及び完全な線対称の位置から０．２５波長以下ずれている場合を含む。アンテナ素子１１ｃとアンテナ素子１１ｄとの間隔は、約１波長以下である。約１波長とは、例えば、０．２５波長以上、１．５波長以下である。
【００４８】
さらに、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｃは、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）が互いに同相である場合、偏波成分Ａ１と偏波成分Ａ３とが互いに弱め合い、偏波成分Ｂ１と偏波成分Ｂ３とが互いに強め合うように配置される。言い換えると、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｃは、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）が互いに逆相である場合、偏波成分Ａ１と偏波成分Ａ３とが互いに強め合い、偏波成分Ｂ１と偏波成分Ｂ３とが互いに弱め合うように配置される。具体的には、第１給電位相と第３給電位相とが同相である場合に、偏波成分Ａ１と偏波成分Ａ３とがＹ軸方向における衛星１Ａの中心線Ｃ２に対して線対称となり、かつ、偏波成分Ｂ１と偏波成分Ｂ３とが中心線Ｃ２に対して線対称となるように、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｃが配置される。
【００４９】
つまり、アンテナ素子１１ａのエレメントのＸ軸方向の長さの成分（給電エレメント１１３）が給電点１１４を基準として延びる方向と、アンテナ素子１１ｃのエレメントのＸ軸方向の長さの成分（給電エレメント１１３）が給電点１１４を基準として延びる方向とは、同じである。また、アンテナ素子１１ａのエレメントのＹ軸方向の長さ成分（放射エレメント１１１）が給電点１１４を基準として延びる方向と、アンテナ素子１１ｃのエレメントのＹ軸方向の長さ成分（放射エレメント１１１）が給電点１１４を基準として延びる方向とは、互いに反対である。例えば、アンテナ素子１１ａとアンテナ素子１１ｃとが略同一平面内に位置し、中心線Ｃ２に対して略線対称に配置される。アンテナ素子１１ａとアンテナ素子１１ｃとの間隔は、約１波長以下である。
【００５０】
アンテナ素子１１ｂ及びアンテナ素子１１ｄは、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに同相である場合、偏波成分Ａ２と偏波成分Ａ４とが互いに弱め合い、偏波成分Ｂ２と偏波成分Ｂ４とが互いに強め合うように配置される。言い換えると、アンテナ素子１１ｂ及びアンテナ素子１１ｄは、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに逆相である場合、偏波成分Ａ２と偏波成分Ａ４とが互いに強め合い、偏波成分Ｂ２と偏波成分Ｂ４とが互いに弱め合うように配置される。具体的には、第２給電位相と第４給電位相とが同相である場合に、偏波成分Ａ２と偏波成分Ａ４とが中心線Ｃ２に対して線対称となり、かつ、偏波成分Ｂ２と偏波成分Ｂ４とが中心線Ｃ２に対して線対称となるように、アンテナ素子１１ｂ及びアンテナ素子１１ｄが配置される。
【００５１】
つまり、アンテナ素子１１ｂのエレメントのＸ軸方向の長さの成分（給電エレメント１１３）が給電点１１４を基準として延びる方向と、アンテナ素子１１ｄのエレメントのＸ軸方向の長さの成分（給電エレメント１１３）が給電点１１４を基準として延びる方向とは、同じである。また、アンテナ素子１１ｂのエレメントのＹ軸方向の長さ成分（放射エレメント１１１）が給電点１１４を基準として延びる方向と、アンテナ素子１１ｄのエレメントのＹ軸方向の長さ成分（放射エレメント１１１）が給電点１１４を基準として延びる方向とは、互いに反対である。例えば、アンテナ素子１１ｂとアンテナ素子１１ｄとが略同一平面内に位置し、中心線Ｃ２に対して略線対称に配置される。アンテナ素子１１ｂとアンテナ素子１１ｄとの間隔は、約１波長以下である。
【００５２】
移相器１２ｃは、第３給電位相及び第３合成位相を調整する回路である。移相器１２ｃは、アンテナ装置１０Ａが送信アンテナとして機能する場合、第３給電位相を調整する。移相器１２ｃは、アンテナ装置１０Ａが受信アンテナとして機能する場合、第３合成位相を調整する。移相器１２ｄは、第４給電位相及び第４合成位相を調整する回路である。移相器１２ｄは、アンテナ装置１０Ａが送信アンテナとして機能する場合、第４給電位相を調整する。移相器１２ｄは、アンテナ装置１０Ａが受信アンテナとして機能する場合、第４合成位相を調整する。
【００５３】
分配合成器１３は、アンテナ装置１０Ａが送信アンテナとして機能する場合、送受信機１４からの信号をアンテナ素子１１ａ、アンテナ素子１１ｂ、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄに分配する。分配合成器１３は、アンテナ装置１０Ａが受信アンテナとして機能する場合、アンテナ素子１１ａ、アンテナ素子１１ｂ、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄによって受信された信号を入力し、これらの受信信号の合成を行う。
【００５４】
送受信機１４は、アンテナ装置１０Ａが送信アンテナとして機能する場合、変調等の各種処理を施した信号を分配合成器１３に出力する。送受信機１４は、アンテナ装置１０Ａが受信アンテナとして機能する場合、分配合成器１３によって合成された信号を入力し、復調等の各種処理を行う。
【００５５】
制御部１５は、アンテナ装置１０Ａが送信アンテナとして機能する場合、移相器１２ａを制御して第１給電位相を調整し、移相器１２ｂを制御して第２給電位相を調整し、移相器１２ｃを制御して第３給電位相を調整し、移相器１２ｄを制御して第４給電位相を調整することによって、アンテナ装置１０Ａの偏波の向きを制御する。制御部１５は、例えば、地上局から制御コマンドを受信し、受信した制御コマンドに応じて、移相器１２ａの第１給電位相、移相器１２ｂの第２給電位相、移相器１２ｃの第３給電位相及び移相器１２ｄの第４給電位相を制御する。
【００５６】
制御部１５は、アンテナ装置１０Ａが受信アンテナとして機能する場合、移相器１２ａを制御して第１合成位相を調整し、移相器１２ｂを制御して第２合成位相を調整し、移相器１２ｃを制御して第３合成位相を調整し、移相器１２ｄを制御して第４合成位相を調整することによって、アンテナ装置１０Ａの偏波の向きを制御する。制御部１５は、例えば、地上局から制御コマンドを受信し、受信した制御コマンドに応じて、移相器１２ａの第１合成位相、移相器１２ｂの第２合成位相、移相器１２ｃの第３合成位相及び移相器１２ｄの第４合成位相を制御する。なお、アンテナ装置１０Ａが送信アンテナとして機能する場合とアンテナ装置１０Ａが受信アンテナとして機能する場合とは、互いに可逆性を有する。以下、給電位相を用いて、アンテナ装置１０Ａが送信アンテナとして機能する場合について説明を行うが、アンテナ装置１０Ａが受信アンテナとして機能する場合においても同様に成立する。
【００５７】
図８は、主たる偏波の向きをＹ軸方向に向ける制御を説明するための図である。図８の（ａ）は各アンテナ素子の偏波成分の一例を説明するための図、図８の（ｂ）は主たる偏波の向きをＹ軸方向に向けた場合のアンテナ装置１０Ａの指向性パターンの一例を示す図である。図８の（ｂ）は衛星１Ａから地球を見た時の指向性パターンを表しており、Ｘ軸及びＹ軸の交点が衛星１Ａの直下を示している。この例では、移相器１２ａによって第１給電位相が０°に設定され、移相器１２ｂによって第２給電位相が０°に設定され、移相器１２ｃによって第３給電位相が１８０°に設定され、移相器１２ｄによって第４給電位相が１８０°に設定される。
【００５８】
この場合、図８の（ａ）に示されるように、偏波成分Ａ１、偏波成分Ａ２、偏波成分Ａ３及び偏波成分Ａ４は互いに同相であるので、平面Ｐにおいて、合成波のＹ軸方向の偏波成分Ａは、偏波成分Ａ１、偏波成分Ａ２、偏波成分Ａ３及び偏波成分Ａ４の和となる。一方、偏波成分Ｂ１及び偏波成分Ｂ２は互いに逆相であり、アンテナ素子１１ａから平面Ｐまでの距離とアンテナ素子１１ｂから平面Ｐまでの距離とが互いに等しいので、偏波成分Ｂ１及び偏波成分Ｂ２は平面Ｐにおいて互いに打ち消し合う。また、偏波成分Ｂ３及び偏波成分Ｂ４は互いに逆相であり、アンテナ素子１１ｃから平面Ｐまでの距離とアンテナ素子１１ｄから平面Ｐまでの距離とが互いに等しいので、偏波成分Ｂ３及び偏波成分Ｂ４は平面Ｐにおいて互いに打ち消し合う。その結果、平面Ｐにおいては偏波成分Ａのみが残るので、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向き、つまり、衛星１Ａの主たる偏波の向きはＹ軸方向（＋Ｙ方向）となる。
【００５９】
地上局の偏波は垂直偏波であり、地球は＋Ｚ方向にあるので、Ｙ軸方向では衛星１Ａの偏波と地上局の偏波とが一致する。このため、Ｙ軸方向の電波の受信感度は大きくなる。一方、Ｘ軸方向では、衛星１Ａの偏波と地上局の偏波とが直交するので、Ｘ軸方向の電波の受信感度は小さくなる。その結果、図８の（ｂ）に示される指向性パターンが得られる。
【００６０】
図９は、主たる偏波の向きをＸ軸方向に向ける制御を説明するための図である。図９の（ａ）は各アンテナ素子の偏波成分の別の例を説明するための図、図９の（ｂ）は主たる偏波の向きをＸ軸方向に向けた場合のアンテナ装置１０Ａの指向性パターンの一例を示す図である。図９の（ｂ）は衛星１Ａから地球を見た時の指向性パターンを表しており、Ｘ軸及びＹ軸の交点が衛星１Ａの直下を示している。この例では、移相器１２ａによって第１給電位相が０°に設定され、移相器１２ｂによって第２給電位相が１８０°に設定され、移相器１２ｃによって第３給電位相が０°に設定され、移相器１２ｄによって第４給電位相が１８０°に設定される。
【００６１】
この場合、図９の（ａ）に示されるように、偏波成分Ａ１及び偏波成分Ａ２は互いに逆相であり、アンテナ素子１１ａから平面Ｐまでの距離とアンテナ素子１１ｂから平面Ｐまでの距離とが互いに等しいので、偏波成分Ａ１及び偏波成分Ａ２は平面Ｐにおいて互いに打ち消し合う。また、偏波成分Ａ３及び偏波成分Ａ４は互いに逆相であり、アンテナ素子１１ｃから平面Ｐまでの距離とアンテナ素子１１ｄから平面Ｐまでの距離とが互いに等しいので、偏波成分Ａ３及び偏波成分Ａ４は平面Ｐにおいて互いに打ち消し合う。一方、偏波成分Ｂ１、偏波成分Ｂ２、偏波成分Ｂ３及び偏波成分Ｂ４は互いに同相であるので、平面Ｐにおいて、合成波のＸ軸方向の偏波成分Ｂは、偏波成分Ｂ１、偏波成分Ｂ２、偏波成分Ｂ３及び偏波成分Ｂ４の和となる。その結果、平面Ｐにおいては偏波成分Ｂのみが残るので、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向き、つまり、衛星１Ａの主たる偏波の向きはＸ軸方向（＋Ｘ方向）となる。
【００６２】
地上局の偏波は垂直偏波であり、地球は＋Ｚ方向にあるので、Ｘ軸方向では衛星１Ａの偏波と地上局の偏波とが一致する。このため、Ｘ軸方向の電波の受信感度は大きくなる。一方、Ｙ軸方向では、衛星１Ａの偏波と地上局の偏波とが直交するので、Ｙ軸方向の電波の受信感度は小さくなる。その結果、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが得られる。
【００６３】
図１０の（ａ）は、主たる偏波の向きをＸ軸方向及びＹ軸方向以外の方向に向けた場合のアンテナ装置１０Ａの指向性パターンの一例を示す図である。図１０の（ａ）は衛星１Ａから地球を見た時の指向性パターンを表しており、Ｘ軸及びＹ軸の交点が衛星１Ａの直下を示している。この例では、移相器１２ａによって第１給電位相がφに設定され、移相器１２ｂによって第２給電位相が１８０°に設定され、移相器１２ｃによって第３給電位相が０°に設定され、移相器１２ｄによって第４給電位相が１８０°＋φに設定される。
【００６４】
この場合、図９に示される例に対して、第１給電位相及び第４給電位相がφ大きい。つまり、第１給電位相と第４給電位相とが互いに逆相に設定され、第２給電位相と第３給電位相とが互いに逆相に設定される。上述のとおり、φ＝０°では、平面Ｐにおいて＋Ｘ方向の偏波成分のみが残るが、φを０°から大きくしていくと、−Ｙ方向の偏波成分が徐々に増加し、＋Ｘ方向の偏波成分と−Ｙ方向の偏波成分とが存在する状態に変化する。この＋Ｘ方向の偏波成分及び−Ｙ方向の偏波成分を合成すると、Ｘ−Ｙ平面上のある１つの方向の偏波成分となる。φを変化すると、＋Ｘ方向の偏波成分の大きさと−Ｙ方向の偏波成分の大きさとの比率が変化するので、偏波の向きが変化する。つまり、φを０°から大きくすると、＋Ｘ方向の偏波成分の大きさが小さくなり、−Ｙ方向の偏波成分の大きさが大きくなるので、偏波の向きが−Ｙ側に傾斜（回転）する。その結果、φの大きさに応じてアンテナ装置１０Ａの主たる偏波が＋Ｘ方向から−Ｙ側に傾斜する。具体的には、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きと＋Ｘ方向との成す角度θは、（φ／２）となる。このようにして、図９の（ｂ）に示される指向性パターンを、Ｘ軸及びＹ軸の交点を中心として−Ｙ側にφ／２回転させた指向性パターンが得られる。
【００６５】
つまり、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きは、φ＝０°で＋Ｘ方向であり、φを０°から１８０°に徐々に変化させると、＋Ｘ方向から−Ｙ方向に向かって徐々に傾斜し、φ＝１８０°で−Ｙ方向となる。このように、指向性が強い部分が＋Ｘ方向から−Ｙ側に（φ／２）傾斜した方向に生じる。図１０の（ａ）に示される例は、φ＝９０°としたときの指向性パターンである。φを１８０°からさらに増加させると、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きは、−Ｙ方向から−Ｘ方向に向かって傾斜し、φ＝３６０°で−Ｘ方向となる。つまり、φの値に応じて、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが、Ｘ−Ｙ平面においてＸ軸とＹ軸との交点を中心として反時計回りに回転する。
【００６６】
図１０の（ｂ）は、主たる偏波の向きをＸ軸方向及びＹ軸方向以外の方向に向けた場合のアンテナ装置１０Ａの指向性パターンの別の例を示す図である。図１０の（ｂ）は衛星１Ａから地球を見た時の指向性パターンを表しており、Ｘ軸及びＹ軸の交点が衛星１Ａの直下を示している。この例では、移相器１２ａによって第１給電位相が−φに設定され、移相器１２ｂによって第２給電位相が１８０°に設定され、移相器１２ｃによって第３給電位相が０°に設定され、移相器１２ｄによって第４給電位相が１８０°−φに設定される。
【００６７】
この場合、図９に示される例に対して、第１給電位相及び第４給電位相がφ小さい。上述のとおり、φ＝０°では、平面Ｐにおいて＋Ｘ方向の偏波成分のみが残るが、φを０°から小さくしていくと、＋Ｙ方向の偏波成分が徐々に増加し、＋Ｘ方向の偏波成分と＋Ｙ方向の偏波成分とが存在する状態に変化する。この＋Ｘ方向の偏波成分及び＋Ｙ方向の偏波成分を合成すると、Ｘ−Ｙ平面上のある１つの方向の偏波成分となる。φを変化すると、＋Ｘ方向の偏波成分の大きさと＋Ｙ方向の偏波成分の大きさとの比率が変化するので、偏波の向きが変化する。つまり、φを０°から小さくすると、＋Ｘ方向の偏波成分の大きさが小さくなり、＋Ｙ方向の偏波成分の大きさが大きくなるので、偏波の向きが＋Ｙ側に傾斜（回転）する。その結果、φの大きさに応じてアンテナ装置１０Ａの主たる偏波が＋Ｘ方向から＋Ｙ側に傾斜する。具体的には、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きと＋Ｘ方向との成す角度θは、（φ／２）となる。このようにして、図９の（ｂ）に示される指向性パターンを、Ｘ軸及びＹ軸の交点を中心として＋Ｙ側にφ／２回転させた指向性パターンが得られる。
【００６８】
つまり、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きは、φ＝０°で＋Ｘ方向であり、φを０°から１８０°に徐々に変化させると、＋Ｘ方向から＋Ｙ方向に向かって徐々に傾斜し、φ＝１８０°で＋Ｙ方向となる。このように、指向性が強い部分が＋Ｘ方向から＋Ｙ側に（φ／２）傾斜した位置に生じる。図１０の（ｂ）に示される例は、φ＝９０°としたときの指向性パターンである。φを１８０°からさらに増加させると、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きは、＋Ｙ方向から−Ｘ方向に向かって傾斜し、φ＝３６０°で−Ｘ方向となる。つまり、φの値に応じて、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが、Ｘ−Ｙ平面においてＸ軸とＹ軸との交点を中心として時計回りに回転する。
【００６９】
なお、第１給電位相及び第４給電位相が可変制御されるとして説明したが、第１給電位相と第４給電位相とが互いに逆相であり、第２給電位相と第３給電位相とが互いに逆相であれば、第１給電位相、第２給電位相、第３給電位相及び第４給電位相がそれぞれ可変制御されてもよい。このとき、第３給電位相に対する第１給電位相の位相差と、第２給電位相に対する第４給電位相の位相差とが等しくなる。この位相差が上述のφに相当し、位相差φが正の値である場合には、位相差φに応じて、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが、Ｘ−Ｙ平面においてＸ軸とＹ軸との交点を中心として反時計回りに回転する。一方、上記位相差φが負の値である場合には、位相差φに応じて、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが、Ｘ−Ｙ平面においてＸ軸とＹ軸との交点を中心として時計回りに回転する。
【００７０】
図１１の（ａ）は、指向性を−Ｙ方向にチルトした場合のアンテナ装置１０Ａの指向性パターンの一例を示す図である。図１１の（ａ）は衛星１Ａから地球を見た時の指向性パターンを表しており、Ｘ軸及びＹ軸の交点が衛星１Ａの直下を示している。この例では、移相器１２ａによって第１給電位相が０°に設定され、移相器１２ｂによって第２給電位相が１８０°に設定され、移相器１２ｃによって第３給電位相がφに設定され、移相器１２ｄによって第４給電位相が１８０°＋φに設定される。
【００７１】
この場合、第１給電位相と第２給電位相とが互いに逆相であり、第３給電位相と第４給電位相とが互いに逆相であるので、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きはＸ軸方向（＋Ｘ方向）となる。そして、第１給電位相よりも第３給電位相がφ大きく、第２給電位相よりも第４給電位相がφ大きい。このとき、Ｚ軸方向において、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂからの電波に対してアンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄからの電波は位相が＋φ進む。また、−Ｙ方向側に＋θの角度を成す方向では、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂからの距離よりもアンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄからの距離が大きくなるので、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂからの電波の位相に対してアンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄからの電波の位相が遅れる。Ｘ軸と角度θ１を成す方向Ｌ１及びＸ軸と角度θ２を成す方向Ｌ２において、この距離の差による位相差が−φとなり、給電による位相差＋φと打ち消しあうことにより、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂからの電波とアンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄからの電波の位相差がなくなるので、指向性が方向Ｌ１及び方向Ｌ２に向く。
【００７２】
その結果、φの大きさに応じてアンテナ装置１０Ａの指向性が−Ｙ側にチルトされる。つまり、φ＝０°で図９の（ｂ）に示される指向性パターンと同様の指向性パターンを示すが、φを０°から徐々に大きくすると、図１１の（ａ）に示されるように、図９の（ｂ）に示される指向性パターンの＋Ｘ方向のパターンが−Ｙ方向に角度θ１傾いて方向Ｌ１に向き、図９の（ｂ）に示される指向性パターンの−Ｘ方向のパターンが−Ｙ方向に角度θ２傾いて方向Ｌ２に向く。このように、φの値に比例してアンテナ装置１０Ａの指向性が−Ｙ方向にチルトされる。
【００７３】
図１１の（ｂ）は、指向性を＋Ｙ方向にチルトした場合のアンテナ装置１０Ａの指向性パターンの一例を示す図である。図１１の（ｂ）は衛星１Ａから地球を見た時の指向性パターンを表しており、Ｘ軸及びＹ軸の交点が衛星１Ａの直下を示している。この例では、移相器１２ａによって第１給電位相が０°に設定され、移相器１２ｂによって第２給電位相が１８０°に設定され、移相器１２ｃによって第３給電位相が−φに設定され、移相器１２ｄによって第４給電位相が１８０°−φに設定される。
【００７４】
この場合、第１給電位相と第２給電位相とが互いに逆相であり、第３給電位相と第４給電位相とが互いに逆相であるので、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きはＸ軸方向（＋Ｘ方向）となる。そして、第１給電位相が第３給電位相よりもφ大きく、第２給電位相が第４給電位相よりもφ大きい。このとき、Ｚ軸方向において、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂからの電波に対してアンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄからの電波は位相が−φ遅れる。また、＋Ｙ方向側に＋θの角度を成す方向では、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂからの距離よりもアンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄからの距離が小さくなるので、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂからの電波の位相に対してアンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄからの電波の位相が進む。Ｘ軸と角度θ３を成す方向Ｌ３及びＸ軸と角度θ４を成す方向Ｌ４において、この距離の差による位相差が＋φとなり、給電による位相差−φと打ち消しあうことにより、アンテナ素子１１ａ及びアンテナ素子１１ｂからの電波とアンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄからの電波の位相差がなくなるので、指向性が方向Ｌ３及び方向Ｌ４に向く。
【００７５】
その結果、φの大きさに応じてアンテナ装置１０Ａの指向性が＋Ｙ側にチルトされる。つまり、φ＝０°で図９の（ｂ）に示される指向性パターンと同様の指向性パターンを示すが、φを０°から徐々に大きくすると、図１１の（ｂ）に示されるように、図９の（ｂ）に示される指向性パターンの＋Ｘ方向のパターンが＋Ｙ方向に角度θ３傾いて方向Ｌ３に向き、図９の（ｂ）に示される指向性パターンの−Ｘ方向のパターンが＋Ｙ方向に角度θ４傾いて方向Ｌ４に向く。このように、φの値に比例してアンテナ装置１０Ａの指向性が＋Ｙ方向にチルトされる。
【００７６】
なお、第３給電位相及び第４給電位相が可変制御されるとして説明したが、第１給電位相と第２給電位相とが互いに逆相であり、第３給電位相と第４給電位相とが互いに逆相であれば、第１給電位相、第２給電位相、第３給電位相及び第４給電位相がそれぞれ可変制御されてもよい。このとき、第１給電位相に対する第３給電位相の位相差と、第２給電位相に対する第４給電位相の位相差と、が互いに等しくなる。この位相差が上述のφに相当し、位相差φが正の値である場合には、位相差φに応じて、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが、−Ｙ方向にチルトされる。一方、上記位相差φが負の値である場合には、位相差φに応じて、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが、＋Ｙ方向にチルトされる。
【００７７】
図１２は、指向性を＋Ｘ方向にチルトした場合のアンテナ装置１０Ａの指向性パターンの一例を示す図である。図１２は衛星１Ａから地球を見た時の指向性パターンを表しており、Ｘ軸及びＹ軸の交点が衛星１Ａの直下を示している。この例では、移相器１２ａによって第１給電位相が０°に設定され、移相器１２ｂによって第２給電位相が１８０°＋φに設定され、移相器１２ｃによって第３給電位相が０°に設定され、移相器１２ｄによって第４給電位相が１８０°＋φに設定される。
【００７８】
この場合、第１給電位相と第３給電位相とが互いに同相であり、第２給電位相と第４給電位相とが互いに同相である。さらに、第１給電位相と第２給電位相との位相差が１８０°＋φであり、第３給電位相と第４給電位相との位相差が１８０°＋φである。この場合、第１給電位相及び第３給電位相が互いに同相であり、第２給電位相及び第４給電位相が互いに同相であるので、Ｘ軸方向において偏波成分が強められる。このため、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きはＸ軸方向（＋Ｘ方向）となる。そして、図９の（ｂ）に示される例に対して、第２給電位相及び第４給電位相が＋φ大きいので、アンテナ装置１０Ａの指向性は、この給電による位相差＋φを打ち消す＋Ｘ方向にチルトされる。つまり、φ＝０°で図９の（ｂ）に示される指向性パターンと同様の指向性パターンを示すが、φを０°から徐々に大きくすると、図１２に示されるように、φの値に比例してアンテナ装置１０Ａの指向性が＋Ｘ方向にチルトされる。
【００７９】
なお、第２給電位相及び第４給電位相が可変制御されるとして説明したが、第１給電位相と第３給電位相とが互いに同相であり、第２給電位相と第４給電位相とが互いに同相であれば、第１給電位相、第２給電位相、第３給電位相及び第４給電位相がそれぞれ可変制御されてもよい。このとき、第１給電位相の逆相に対する第２給電位相の位相差と、第３給電位相の逆相に対する第４給電位相の位相差と、が互いに等しくなる。この位相差が上述のφに相当し、位相差φが正の値である場合には、位相差φに応じて、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが、＋Ｘ方向にチルトされる。一方、上記位相差φが負の値である場合には、位相差φに応じて、図９の（ｂ）に示される指向性パターンが、−Ｘ方向にチルトされる。
【００８０】
以上のように、アンテナ装置１０Ａによれば、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）が互いに同相である場合には、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ａ１とアンテナ素子１１ｂの偏波成分Ａ２とが互いに強め合い、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ｂ１とアンテナ素子１１ｂの偏波成分Ｂ２とが互いに弱め合う。同様に、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに同相である場合には、アンテナ素子１１ｃの偏波成分Ａ３とアンテナ素子１１ｄの偏波成分Ａ４とが互いに強め合い、アンテナ素子１１ｃの偏波成分Ｂ３とアンテナ素子１１ｄの偏波成分Ｂ４とが互いに弱め合う。また、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）が互いに逆相である場合には、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ａ１とアンテナ素子１１ｃの偏波成分Ａ３とが互いに強め合い、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ｂ１とアンテナ素子１１ｃの偏波成分Ｂ３とが互いに弱め合う。さらに、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに逆相である場合には、アンテナ素子１１ｂの偏波成分Ａ２とアンテナ素子１１ｄの偏波成分Ａ４とが互いに強め合い、アンテナ素子１１ｂの偏波成分Ｂ２とアンテナ素子１１ｄの偏波成分Ｂ４とが互いに弱め合う。このため、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）を互いに同相とし、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）を互いに同相とし、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）を互いに逆相とし、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）を互いに逆相とすることによって、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きをＹ軸方向とすることができる。
【００８１】
第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）が互いに逆相である場合には、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ａ１とアンテナ素子１１ｂの偏波成分Ａ２とが互いに弱め合い、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ｂ１とアンテナ素子１１ｂの偏波成分Ｂ２とが互いに強め合う。同様に、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに逆相である場合には、アンテナ素子１１ｃの偏波成分Ａ３とアンテナ素子１１ｄの偏波成分Ａ４とが互いに弱め合い、アンテナ素子１１ｃの偏波成分Ｂ３とアンテナ素子１１ｄの偏波成分Ｂ４とが互いに強め合う。また、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）が互いに同相である場合には、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ａ１とアンテナ素子１１ｃの偏波成分Ａ３とが互いに弱め合い、アンテナ素子１１ａの偏波成分Ｂ１とアンテナ素子１１ｃの偏波成分Ｂ３とが互いに強め合う。さらに、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに同相である場合には、アンテナ素子１１ｂの偏波成分Ａ２とアンテナ素子１１ｄの偏波成分Ａ４とが互いに弱め合い、アンテナ素子１１ｂの偏波成分Ｂ２とアンテナ素子１１ｄの偏波成分Ｂ４とが互いに強め合う。このため、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）を互いに逆相とし、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）を互いに逆相とし、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）を互いに同相とし、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）を互いに同相とすることによって、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きをＸ軸方向とすることができる。
【００８２】
さらに、第１給電位相（第１合成位相）と第４給電位相（第４合成位相）とが互いに逆相となるように調整され、第２給電位相（第２合成位相）と第３給電位相（第３合成位相）とが互いに逆相となるように調整され得る。この場合、第３給電位相（第３合成位相）に対する第１給電位相（第１合成位相）の位相差φと、第２給電位相（第２合成位相）に対する第４給電位相（第４合成位相）の位相差φとが等しくなる。この位相差φに応じて、Ｘ軸方向の偏波成分の大きさとＹ軸方向の偏波成分の大きさとの比率が変化する。このため、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きとＸ軸方向とが成す角度を、位相差φに応じた角度に調整することが可能となる。その結果、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きを、Ｘ−Ｙ平面において所望の方向とすることが可能となる。つまり、アンテナ装置１０Ａによれば、アンテナ素子１１ａ、アンテナ素子１１ｂ、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄを含む平面内の所望の方向に、アンテナ装置１０Ａの偏波の向きを制御することが可能となる。これにより、通信可能なエリアを意図する向きに制御することができ、衛星１Ａによって受信される信号の輻輳を防止することが可能となる。また、アンテナ装置１０Ａはアンテナ素子としてアンテナ素子１１ａとアンテナ素子１１ｂとアンテナ素子１１ｃとアンテナ素子１１ｄとを備えていればよいので、フェイズドアレイアンテナと比較してアンテナ素子の数を減らすことができる。その結果、通信効率を低下させることなく、小型化及び軽量化が可能となる。
【００８３】
さらに、第１給電位相（第１合成位相）及び第２給電位相（第２合成位相）が互いに逆相に調整され、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに逆相に調整され得る。この場合、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きはＸ軸方向（＋Ｘ方向）となる。そして、第１給電位相（第１合成位相）に対する第３給電位相（第３合成位相）の位相差φと、第２給電位相（第２合成位相）に対する第４給電位相（第４合成位相）の位相差φと、が互いに等しくなる。このとき、アンテナ装置１０Ａの指向性は、この位相差φを打ち消す方向にチルトする。位相差φはＹ軸方向に生じるので、Ｘ軸方向に向いている指向性を、位相差φに応じてＹ軸方向にチルトさせることが可能となる。
【００８４】
また、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）が互いに同相に調整され、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに同相に調整され得る。この場合、第１給電位相（第１合成位相）及び第３給電位相（第３合成位相）が互いに同相であり、第２給電位相（第２合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が互いに同相であるので、Ｘ軸方向において偏波成分が強められる。このため、アンテナ装置１０Ａの主たる偏波の向きはＸ軸方向となる。そして、第１給電位相（第１合成位相）に対する第２給電位相（第２合成位相）の位相差と、第３給電位相（第３合成位相）に対する第４給電位相（第４合成位相）の位相差と、が互いに等しくなり、その位相差は１８０°＋φと表し得る。このとき、アンテナ装置１０Ａの指向性は、このφを打ち消す方向にチルトする。位相差１８０°＋φは、Ｘ軸方向に生じるので、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に均等に向いている指向性を、φに応じて＋Ｘ方向または−Ｘ方向のいずれかにチルトさせることが可能となる。
【００８５】
第１実施形態と同様に、船舶密集域に存在する船舶から送信される電波の偏波と衛星１Ａ（アンテナ装置１０Ａ）の偏波とが直交するように、衛星１Ａの偏波の向きが調整される。これにより、船舶密集域に対してアンテナ装置１０Ａの感度を下げることができ、衛星１Ａが受信するＡＩＳ信号の信号数を減らすことができる。その結果、ＡＩＳ信号の受信率を改善することが可能となる。
【００８６】
アンテナ素子１１ａ、アンテナ素子１１ｂ、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄとして、逆Ｆ型アンテナが用いられ得る。このため、アンテナ素子１１ａ、アンテナ素子１１ｂ、アンテナ素子１１ｃ及びアンテナ素子１１ｄを小型化及び軽量化することができ、アンテナ装置１０Ａのさらなる小型化及び軽量化が可能となる。その結果、アンテナ装置１０Ａの衛星１Ａへの搭載性が向上する。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、アンテナ装置１０，１０Ａは、衛星に搭載されているが、これに限られない。アンテナ装置１０，１０Ａは、小型ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle、無人飛行機）、小型成層圏プラットフォーム等の飛翔体に搭載されてもよい。
【００８８】
アンテナ装置１０は２つのアンテナ素子を備え、アンテナ装置１０Ａは４つのアンテナ素子を備えているが、これに限られない。アンテナ装置１０，１０Ａは、中心線Ｃ１に対して線対称に配置される一対のアンテナ素子を単位として、さらなるアンテナ素子を備えてもよい。この場合、アンテナ素子の数が多いほど、アンテナ装置１０，１０Ａの指向性を鋭くすることが可能となる。
【００８９】
また、アンテナ装置１０，１０Ａは、ＶＨＦ帯の電波の送信及び受信を行っているが、ＶＨＦ帯の電波の送信のみ行ってもよく、ＶＨＦ帯の電波の受信のみ行ってもよい。
【００９０】
また、移相器１２ａ、移相器１２ｂ、移相器１２ｃ及び移相器１２ｄは、１つの移相器１２として構成されてもよい。
【００９１】
また、第１給電位相（第１合成位相）、第２給電位相（第２合成位相）、第３給電位相（第３合成位相）及び第４給電位相（第４合成位相）が固定されている場合には、アンテナ装置１０，１０Ａは制御部１５を備えていなくてもよい。
【００９２】
また、制御部１５は、衛星１，１Ａの位置及び姿勢に応じて、アンテナ装置１０，１０Ａの偏波の向きを動的に制御してもよい。制御部１５は、例えば、衛星１，１Ａの位置及び姿勢に応じて、船舶密集域の感度が低下するようにアンテナ装置１０，１０Ａの偏波の向きを動的に制御してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１，１Ａ  衛星
１０，１０Ａ  アンテナ装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  アンテナ素子
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  移相器
１３  分配合成器
１４  送受信機
１５  制御部
１１１  放射エレメント
１１１ａ  一端（先端）
１１２  短絡エレメント
１１３  給電エレメント
１１４  給電点
【図１】
2016127441.tif 000003
【図２】
2016127441.tif 000004
【図３】
2016127441.tif 000005
【図４】
2016127441.tif 000006
【図５】
2016127441.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016127441.tif 000009
【図８】
2016127441.tif 000010
【図９】
2016127441.tif 000011
【図１０】
2016127441.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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