(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置個所に水平に固定される固定ベースと、
この固定ベース上に配置され、水平面に対して垂直なＺ軸回りに回転自在な回転ベースと、
この回転ベース上に、前記Ｚ軸上に中心点がくるようにして、前記中心点を通り前記Ｚ軸に垂直なＹ軸回りに回動自在に載置される、所定の曲率で円弧状に形成してなる支持レールと、
この支持レールに、当該支持レールを形成する円弧の中心点を通り、前記Ｙ軸に対して垂直なＸ軸として回転自在に設けられる回転シャフトと、
前記回転シャフトに固定されるアンテナと、
前記回転ベースを前記Ｚ軸回りに回動させるＺ軸駆動機構と、
前記支持レールを前記Ｙ軸回りに回動させるＹ軸駆動機構と、
前記回転シャフトを前記Ｘ軸回りに回動させるＸ軸駆動機構と
を具備し、
前記Ｙ軸駆動機構は、ワイヤーの両端部をそれぞれ前記支持レールの外側両端に取り付け、当該ワイヤーをローラに巻き付けて、当該ローラを正逆方向に回転駆動させることで前記支持レールを前記Ｙ軸回りに回動させることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記ワイヤーの少なくとも一方の端部には、引っ張り応力を有する弾性材を介在させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
さらに、前記固定ベース上で装置全体を覆うレドームを具備することを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記アンテナは、リフレクタの前方に一次放射器が配置される反射型であり、前記一次放射器及びリフレクタは前記Ｘ軸に対して垂直な方向に指向性を有するように前記回転シャフトに固定されることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記アンテナのリフレクタは、前記Ｘ軸に垂直な方向に長軸を有する楕円形状とすることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記支持レールは、真ん中から前記円弧の中心点に延び、その中心点で前記回転シャフトを支持する支持シャフトを備え、
前記Ｘ軸駆動機構は、前記アンテナのリフレクタ背面に取り付けられ、半円盤状に形成されるセクタギヤと、前記支持シャフトに固定され、前記セクタギヤに噛み合うようにピニオンギヤが装着されるモータとを備え、前記モータを正逆方向に回転させることで、前記アンテナをＸ軸回りに回動させることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の通信用衛星を同時に追尾することが可能なアンテナ装置と、このアンテナ装置の送受信信号伝送に利用可能な導波管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信用衛星は、現在すでに約２００個が比較的低高度において地球上を周回している。このため、地球上のどの地点においても、少なくとも数個の衛星と交信することが可能である。通信用衛星を利用したシステムとして、イリジウムシステムやスカイブリッジシステムが提案されている。
【０００３】
通信用衛星のための従来のアンテナ装置としては、パラボラアンテナ装置やフェーズトアレイアンテナ装置が広く用いられている。
【０００４】
パラボラアンテナ装置の例を図１１及び図１２に示す。図１１に示すパラボラアンテナ装置１００は、地面あるいは建物上に鉛直に設立したポスト１０１と、このポスト１０１の上端部にポスト１０１と平行にかつポスト１０１周りに回動可能に取り付けられた回動軸１０２と、この回動軸１０２に外嵌された歯車１０２ｇと、この歯車１０２ｇと噛合すると共に回動モータ（図示せず）によって回転駆動される歯車１０３とを備えている。
【０００５】
電波集束部１２０の上部が、回動軸１０２の上端部にブラケット１１１を介して上下回動自在に取り付けられ、電波集束部１２０の下部が、電波集束部１２０の下部が、回動軸１０２の下方部に取り付けたシリンダユニット１１２のロッド１１２ａの先端に取り付けられている。電波集束部１２０による電波集束位置には、給電部１３０が設けられている。
【０００６】
このようなパラボラアンテナ装置１００は、回動モータを駆動させることにより、歯車１０３、１０２ｇを介して回動軸１０２を回動させて電波集束部１２０の方位角を制御することができる。一方、シリンダユニット１１２を伸軸作動させることにより、電波集束部１２０の仰角を制御することができる。これにより、パラボラアンテナ装置１００は、通信用衛星を追尾して、電波集束部１２０を通信用衛星に向け、通信用衛星が出力する電波を良好な通信状態で受信する、あるいは、通信用衛星に向けて電波を良好な通信状態で送信することができる。
【０００７】
しかしながら、上記のような従来のパラボラアンテナ装置１００では、一つの電波集束部１２０が一つの給電部１３０に対応して構成されている。したがって、追尾する衛星の数が２個ある場合には、その数だけパラボラアンテナ装置１００が必要である。
【０００８】
二つのパラボラアンテナ装置１００は、お互いに、電波集束部１２０と衛星との間の障害物とならないように配置される必要がある。例えば、電波集束部１２０が直径４５ｃｍの円形に構成されている場合には、一方の電波集束部１２０が他方の電波集束部１２０に「影」を形成しないようにするためには、図１２に示すように、両電波集束部１２０が略水平に配置されると共に、略３ｍ程度離して配置される必要がある。
【０００９】
しかしながら、図１２に示すような装置は、設置に広いスペースが必要であり、一般家庭に普及しにくいものであった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、２個の通信用衛星を同時に追尾することが可能な従来のアンテナ装置では、設置に広いスペースが必要であった。このため、２個の通信用衛星の追尾が可能で、しかもコンパクトで比較的小スペースに設置可能なアンテナ装置が要望されている。
【００１１】
また、上記のアンテナ装置では、その開発において、小スペース化のため、送受信装置と一次放射器とを結合するための導波管を任意に折り曲がった形状とすることが要求される。しかしながら、送受信信号には、互いに直交する２つの偏波で、かつ互いに異なる周波数が用いられるため、折り曲げ部分で電気的特性の劣化が生じないようにする必要がある。
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、同時に２個の通信用衛星の捕捉・追尾が可能で、しかもコンパクトで比較的小スペースに設置可能なアンテナ装置を提供することを第１の目的とする。
【００１３】
また、互いに直交する２つの偏波で、かつ互いに異なる周波数の信号を伝送する際に、折り曲げ部分で電気的特性の劣化が生じない導波管を提供することを第２の目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係るアンテナ装置は、以下のような特徴的構成を有する。
【００１５】
（１）設置個所に水平に固定される固定ベースと、この固定ベース上に配置され、水平面に対して垂直なＺ軸回りに回転自在な回転ベースと、この回転ベース上に、前記Ｚ軸上に中心点がくるようにして、前記中心点を通り前記Ｚ軸に垂直なＹ軸回りに回動自在に載置される、所定の曲率で略半円弧状に形成してなる支持レールと、この支持レールの中心点と両端との間を前記Ｙ軸に対して垂直なＸ軸として、前記中心点と一方の端部との間、前記中心点と他方の端部との間それぞれに、互いに独立して回転自在に設けられる第１及び第２の回転シャフトと、前記第１及び第２の回転シャフトそれぞれに固定される第１及び第２のアンテナ装置と、前記回転ベースを前記Ｚ軸回りに回動させるＺ軸駆動機構と、前記支持レールをＹ軸回りに回動させるＹ軸駆動機構と、前記第１及び第２の回転シャフトを互いに独立してＸ軸回りに回動させる第１及び第２のＸ軸駆動機構と、前記固定ベース上で装置全体を覆うレドームとを具備することを特徴とする。
【００１６】
上記構成では、第１及び第２のアンテナ装置が互いに独立して３軸回りに回動自在であるため、互いに異なる周回衛星を捕捉追尾することが可能となる。
【００１７】
（２）（１）の構成において、第１及び第２のアンテナ装置としては、一次放射器及びリフレクタを有する反射型アンテナ、あるいは複数のアンテナ素子を平面上に配列したアレイ型アンテナを用いることが可能である。いずれもタイプも、前記Ｘ軸に対して垂直な方向に指向性を有するように、前記第１及び第２の回転シャフトそれぞれに固定するものとする。
【００１８】
（３）（１）の構成において、前記Ｙ軸駆動機構は、ワイヤーの両端部をそれぞれ前記支持レールの外側両端に取り付け、当該ワイヤーをローラに巻き付けて、当該ローラを正逆方向に回転駆動させることで前記支持レールを前記Ｙ軸回りに回動させることを特徴とする。
【００１９】
上記構成では、機械的に回転軸を持たない支持レールを容易にかつ精度よく回動させることが可能となる。
【００２０】
（４）（３）の構成において、前記ワイヤーの少なくとも一方の端部には、引っ張り応力を有する弾性材を介在させるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
上記構成では、ワイヤーの延びを吸収することができ、またローラへの巻き付け締め具合を維持することができるようになる。
【００２２】
（５）（２）の構成において、前記第１及び第２の反射型アンテナ装置のリフレクタは、前記Ｘ軸に垂直な方向に長軸を有する楕円形状とすることを特徴とする。
【００２３】
上記構成では、リフレクタの開口面積を最大限にとることが可能となる。
【００２４】
（６）（５）の構成において、前記第１及び第２の反射型アンテナ装置は、それぞれ前記リフレクタの背面に送受信モジュールを搭載し、リフレクタ背面の送受信モジュールとリフレクタ前面の一次放射器とを導波管により結合し、当該導波管により一次放射器を支持することを特徴とする。
【００２５】
上記構成では、送受共用の導波管により一次放射器が支持されるため、新たに一次放射器を支持するためのステーを設ける必要がなく、ブロッキングを低減することが可能となる。
【００２６】
（７）（６）の構成において、前記導波管は、前記第１及び第２の反射型アンテナ装置の送受信に用いる２つの偏波及び周波数に合わせて高さ及び幅を決定した方形導波管であることを特徴とする。
【００２７】
上記構成では、導波管を任意形状に折り曲げても、送受信偏波の電気的特性を維持することが可能となる。
【００２８】
（８）（６）の構成において、前記導波管を前記リフレクタの背面から前面に引き出す位置を前記リフレクタの長軸と短軸との間とすることを特徴とする。
【００２９】
上記構成では、デットスペースとなっている長軸と短軸との中間で斜めに渡すため、設置スペースを拡大しなくてもすむようになる。
【００３０】
（９）（２）の構成において、前記支持レールは、真ん中から中心点に延び、中心点で前記第１及び第２の回転シャフトを支持する支持シャフトを備え、前記第１及び第２のＸ軸駆動機構は、前記第１及び第２の反射型アンテナ装置のリフレクタ背面にそれぞれ半円盤状に形成された第１及び第２のセクタギヤを取り付け、この各セクタギヤそれぞれに噛み合うように第１及び第２のピニオンギヤを装着した第１及び第２のモータを前記支持シャフトに固定して、前記第１及び第２のモータを互いに独立して正逆方向に回転させることで、前記第１及び第２の反射型アンテナ装置をＸ軸回りに回動させることを特徴とする。
【００３１】
上記構成では、Ｘ軸駆動に、半円盤状のセクタギヤを用いているので、リフレクタ後面のスペースを有効利用することが可能となる。
【００３２】
また、本発明に係る導波管は、互いに直交する偏波により互いに異なる周波数の２つの信号を伝送し、適宜折り曲げて使用する場合に、前記２つの信号の偏波及び周波数に合わせて高さ及び幅を決定した方形型とすることを特徴とする。
【００３３】
上記構成では、折り曲げ部分での高次モードやクロストークの発生を抑制することができるようになる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１０を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３５】
図１乃至図４は、本発明の一実施形態によるアンテナ装置１１を示す概略構成図で、図１は正面側の斜視図、図２は背面側の斜視図、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は側面図を示している。
【００３６】
図１乃至図３に示すように、アンテナ装置１１は、設置個所に水平に固定される略円形の固定ベース１２を備える。この固定ベース１２の中央には鉛直方向に第１回転軸(以下、Ｚ軸）を有する回転ベース１３が配置される。この回転ベース１３の上には、Ｚ軸上に中心がくるように、平板を一定の曲率で半円弧状に湾曲させた支持レール１４が、その円弧中心軸をＺ軸に垂直な第２回転軸（以下、Ｙ軸）として回動自在に載置される。
【００３７】
支持レール１４には、その真ん中の位置から円弧中心に延びる支持シャフト１５が設けられ、さらにその円弧中心位置と支持レール１４の両端との間で第１及び第２の回転シャフト１６，１７が互いに独立して回転自在に支持される。すなわち、支持シャフト１５と第１及び第２の回転シャフト１６，１７はレール１４の円弧中心で直角に交わっている。第１及び第２シャフト１６，１７はＹ軸に垂直な第３回転軸（以下、Ｘ軸）となる。
【００３８】
上記第１及び第２の回転シャフト１６，１７には、支持レール１４における円弧中心の両側にそれぞれ当該シャフト１６，１７に対して垂直な方向に指向性を有するようにパラボラアンテナ装置１８，１９が装着される。すなわち、これらのパラボラアンテナ装置１８，１９は、回転シャフト１６，１７により互いに独立してＸ軸回りに回動可能となっている。
【００３９】
上記のようにして組み立てられた装置全体は、第２回転軸Ｙより上側を半球形状とした、断面が逆Ｕ字型のレドーム２０で覆われる。
【００４０】
上記概略構成において、さらに各部の詳細について説明する。
【００４１】
まず、固定ベース１２上の周縁部には、レギュレータ２１及びプロセッサ２２が載置される。また、中央部に配置される回転ベース１３の近傍には、Ｚ軸駆動モータ２３が配置される。
【００４２】
図４は、回転ベース１３のＺ軸回転駆動機構及び支持レール１４のＹ軸回動機構の詳細を示す拡大斜視図である。図４において、２４はＺ軸に取り付けられたプーリであり、このプーリ２４と固定ベース１２側のＺ軸駆動モータ２３の回転軸とはベルト２５によって連結されている。これにより、モータ２３の回転がプーリ２４に伝わり、Ｚ軸回りに回転ベース１３が回転するようになる。モータ２３はプロセッサ２２により駆動制御される。
【００４３】
回転ベース１３の上には基台２６が載置され、この基台２６の上には凹字型の支持具２７が載置される。この支持具２７には、支持レール１４をその外面でスライド自在に支持する一対の外面支持ローラ２８，２９と、その内面周縁部でスライド自在に支持する４個の内面支持ローラ３０，３１，３２，３３と、その側面でスライド自在に支持する４個の側面支持ローラ３４，３５，３６，３７と、支持レール１４の支持部下方に配置され、ワイヤー送り機構を構成する径大の送りローラ３８及び一対のテンションローラ３９，４０とがそれぞれ回転自在に支持されている。また、基台２６または支持具２７には、送りローラ３８を回転させる送りローラ駆動モータ４１が固定されている。上記内面ローラ３０，３１，３２，３３は、支持レール１４の支持シャフト１５の端部、回転シャフト１６，１７の支持部が支持レール１４の回動に伴ってぶつからないような長さとする。
【００４４】
図５及び図６は上記ワイヤー送り機構の構成を示すもので、図５は側面図、図６はワイヤー送り部分の拡大斜視図である。図５及び図６において、４２はワイヤーであり、このワイヤー４２の両端は支持レール１４の両端部で固定され、送りローラ３８に複数回螺旋状に巻き付けられ、一対のテンションローラ３９，４０により支持ローラ１４の外方向に押し出す状態で支持されている。すなわち、テンションローラ３９，４０の作用により、ワイヤー４２が外面支持ローラ２８，２９に絡まないようにすることができ、また送りローラ３８への巻き付け締め具合を均一に保つことができる。この状態で送りローラ３８をモータ４１により正逆方向に回転させることで、支持レール１４をＹ軸回りの正逆方向に回動させることができる。モータ４１はプロセッサ２２により駆動制御される。
【００４５】
尚、ワイヤー４２の両端部には、バックラッシュ機構として、引っ張りばね等の引っ張り応力を有する弾性材４２１，４２２を介在させておく。これにより、ワイヤー４２の延びを吸収することができ、さらに送りローラ３８への巻き付け締め具合を維持することができる。尚、弾性材は４２１，４２２はいずれか一方だけでもよい。
【００４６】
図７は上記第１のパラボラアンテナ装置１８の構造と、そのＸ軸回りの回動機構の構成を示す斜視図である。図１乃至図３及び図７において、第１のパラボラアンテナ装置１８は、第１の回転シャフト１６に取付基板５１を装着固定し、この取付基板５１の一方面にリフレクタ（反射鏡）５２の裏面を接合し、他方面にアップコンバータ５３、ダウンコンバータ５４、冷却ユニット（ヒートシンク、ファン等）５５を取り付け、リフレクタ５２のセンター鉛直方向の焦点にホーン（一次放射器）５６を配置した構造となっている。リフレクタ５２は、開口面積を最大限に確保するため、Ｘ軸方向とは垂直な方向に長軸をもつ楕円形状とする。アップコンバータ５３及びダウンコンバータ５４は図示しない複合ケーブルによってレギュレータ２１に接続され、当該レギュレータ２１との間で給電及び信号の送受が行われる。
【００４７】
ここにおいて、アップコンバータ５３の出力端には送信用帯域フィルタ５７が接合され、ダウンコンバータ５４の入力端には受信用帯域フィルタ５８を接合される。各フィルタ５７、５８はＴ型結合器５９で結合され、この結合器５９とホーン５６が導波管６０によって結合される。
【００４８】
このとき、ホーン５５がリフレクタ５２のセンター鉛直方向の焦点に位置するように、導波管６０を適宜接曲させる。これにより、導波管６０がホーン５５のステーとして機能するため、新たにホーン５５を支持するステーを設ける必要がない。但し、導波管６０は電波放射面内で影となり、ブロッキングの要因となるため、その表面に電波吸収材を貼り付けておき、あるいは塗布しておき、導波管６０による電波の不要輻射を抑制して良好なサイドローブ特性を確保する。
【００４９】
尚、導波管６０を背面から全面に引き出す際に、その引き出し箇所をリフレクタ５２の長軸から支持レール１４の中心側に傾けた位置にしておくと、レドーム２０内のデッドスペースを有効利用することができる。
【００５０】
上記構造によるパラボラアンテナ装置１８におけるＸ軸回りの回動機構は、以下のような構造となっている。まず、回転シャフト１６の支持シャフト１５側に半円盤状のセクターギヤ６１を装着し、支持シャフト１５にＸ軸駆動モータ６２を装着し、この駆動モータ６２の回転シャフトにピニオンギヤ６３を取り付け、このピニオンギヤ６３をセクターギヤ６１に噛み合わせる。これにより、駆動モータ６２の回転が減速して回転シャフト１６に伝達され、この回転シャフト１６に固定された第１のパラボラアンテナ装置１８を略１８０度、正逆方向に回動させることができる。モータ６２はプロセッサ２２により駆動制御される。
【００５１】
第２のパラボラアンテナ装置１９の構造と、そのＸ軸回りの回動機構の構造は、第１のパラボラアンテナ装置１８の場合と全く同じである。すなわち、第２のパラボラアンテナ装置１９は、図２に示すように、取付基板６４、リフレクタ６５、アップコンバータ６６、ダウンコンバータ６７、冷却ユニット６８、ホーン６９、送信用帯域フィルタ７０、受信用帯域フィルタ７１、Ｔ型結合器７２、導波管７３を備える。また、そのＸ軸回りの回動機構は、セクターギヤ７４、Ｘ軸駆動モータ７５、ピニオンギヤ７６で構成される。モータ７５はプロセッサ２２により駆動制御される。
【００５２】
以上の構成により、第１及び第２のパラボラアンテナ装置１８，１９は、回転シャフト１６，１７によるＸ軸、支持レール１４によるＹ軸、回転ベース１３によるＺ軸の３軸回りに回転あるいは回動可能であり、しかも第１のパラボラアンテナ装置１８と第２のパラボラアンテナ装置１９とで互いに独立して回動可能であることから、各回転・回動機構のモータをプロセッサ２２によって駆動制御することにより、各パラボラアンテナ装置１８，１９をそれぞれ全く軌道の異なる２つの衛星に指向させ追尾させることができる。
【００５３】
ここにおいて、パラボラアンテナ装置１８，１９とその追尾衛星との間の通信には円偏波が用いられ、送信と受信でアンテナを共用するため、互いに異なる周波数が用いられる。この場合、導波管６０，７３には、互いに直交する偏波の異なる波が通ることになる。本装置では、導波管６０，７３を折り曲げる必要があるが、偏波の異なる波を通すに当たり、曲げる軸に直交する偏波の波に高次モード（円形の場合はＴＭ１０、方形の場合はＴＭ１１）が発生してしまう。特に、円形導波管では、曲げによって直交性がくずれ、クロストークを生じやすくなる。
【００５４】
そこで、本アンテナ装置１１では、図８に示すような方形導波管を用い、そのサイズを適切に選定することで高次モードの発生を抑制する。以下にその原理を説明する。
【００５５】
まず、方形導波管内を通る波をλｉA ，λｉB （ｉ＝１，２，…，ｎ、λｉA とλｉB は偏波が直交している）とする。前述の問題を解決するには、各波の基本モード（ＴＥ１１）遮断するように導波管サイズを選ぶ。ここで、導波管サイズとして、図８に示すように、幅をａ、高さをｂで表すものとする。
【００５６】
基本モードの波が通るには、その波長λがλ≦２ａであればよい。λ＝ｃ／ｆ（ｃ：光速、ｆ：周波数）であるから、偏波Ａ、Ｂを通す条件は、
【数１】
0004198867.tif 000002
である。尚、ｆ１A ，ｆ１B は偏波Ａ，Ｂの中で最も低い周波数を表す。
【００５７】
高次モードの遮断周波数ｆｃTM11より通過する周波数が低く、（１）式と以下の（２）式を満足するａ，ｂを選ぶ。
【００５８】
【数２】
0004198867.tif 000003
【００５９】
例えば、パラボラアンテナ装置がよく用いられるレーダの場合は、送信周波数と受信周波数が同じであることから、使用周波数をｆとすると、ｆ＝ｆ１A ＝ｆ１B 、ａ＝ｂとなるから、
【数３】
0004198867.tif 000004
なるａの正方形導波管ベンドを選べばよい。これに対し、本装置は、通信用に用いられ、送信周波数と受信周数が異なり、ｆ１A ≠ｆ１B ，ａ＝ｃ／２ｆ１A ，ｂ＝ｃ／２ｆ１B となるから、
【数４】
0004198867.tif 000005
なる周波数ｆｃTM11以下の直交する波が通るベンドを選べばよい。このように、本アンテナ装置１１では、導波管を適宜折り曲げて使用することになるが、上記のように方形導波管を用い、その寸法を互いに直交する送信偏波、受信偏波に合わせて選定するだけで、曲部に発生する高次モードを抑制することができ、電気的特性を満足させることができる。
【００６０】
その他、プロセッサ２２は、図示しないホストコンピュータに接続され、衛星の位置、軌道に関する情報が入力されるようになっている。
【００６１】
次に、上記構成によるアンテナ装置１１の衛星捕捉・追尾動作について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は第１及び第２のパラボラアンテナ装置１８，１９が２つの衛星に指向するように制御された様子を示す斜視図であり、図１０はアンテナ装置１１の座標系を定義して、各軸の回転・回動制御について説明するためのものである。
【００６２】
まず、ベース座標系Ｏ−ｘｙｚ（地球固定、x軸は北を指し、y軸は西を指し、ｚ軸は天頂を指すものとする）を設定する。アンテナ装置１１の設置時に、このベース座標系のｘｙｚ軸に装置のＸＹＺ軸を一致させる。中心Ｏは、支持レール１４の円弧中心とする。捕捉・追尾の対象となる２つの衛星をＡ，Ｂとする。尚、座標系の一致の精度は低くても、その誤差角を求めることで指向制御時に補正することが可能である。
【００６３】
ここで、アンテナ各軸のアジマス角θAZ、エレベーション角θEL、２つの衛星Ａ，Ｂの各フィード角θFA，θFBは次のように定義される。
【００６４】
アジマス角θAZ：アジマス軸（ＡＺ軸）は回転ベース１３のｚ軸と等しく、θAZはｚ軸に対して左回りを正とし、ｘ軸方向を０°とする。但し、−１８０°≦θAZ≦１８０°とする。
【００６５】
エレベーション角θEL：エレベーション軸（ＥＬ軸）はθAZ＝０°のときｙ軸と等しく、θELはＥＬ軸に対して右回りを正とし、支持レール１４が北側に水平になっている状態を０°とする。但し、０°≦θEL≦１８０°とする。
【００６６】
フィード角θFA，θFB：中心Oについて半径１の球を仮想し、この仮想球の中心Ｏと２つの衛星Ａ，Ｂの仮想球面上に投影した座標点のフィードFeed-A，Feed-Bとで作られる平面（図１０中の斜線部分）に対して、図のようにθFA，θFBをとる。但し、０°≦θFA＜θFB≦１８０°とする。
【００６７】
上記のように定義された座標系において、２つの衛星Ａ，Ｂの仮想球面上のベクトルａ→，ｂ→は、
【数５】
0004198867.tif 000006
と表される。このとき、２つのパラボラアンテナ装置１８，１９の基準指向方向を仮想球面上でベクトルｖ→で表すとすれば、このベクトルｖ→は以下のように表すことができる。
【００６８】
【数６】
0004198867.tif 000007
ＥＬ軸のベクトルをＥＬ→とすると、
【数７】
0004198867.tif 000008
と表現できる。この結果、ＥＬ角度θEL、ＡＺ角度θAZは以下のように表現できる。
【００６９】
【数８】
0004198867.tif 000009
一方、cosθFA，cosθFBは
【数９】
0004198867.tif 000010
と表される。よって、上式より、Feed-Aの角度θFA、Feed-Bの角度θFBは次式で表される。
【００７０】
【数１０】
0004198867.tif 000011
【００７１】
そこで、プロセッサ２２において、ホストコンピュータから受け取った衛星の位置、軌道に関する情報に基づいて時々刻々と変化するFeed-Aの角度θFA、Feed-Bの角度θFBを計算し、これらの角度相当分、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各駆動機構を制御する。これにより、第１及び第２のパラボラアンテナ装置１８，１９で２つの衛星Ａ，Ｂを捕捉・追尾することができる。
【００７２】
以上のように、上記構成によるアンテナ装置は、天空状の全く独立の２衛星を捕捉・追尾することができる。このとき、各衛星を追尾するパラボラアンテナ装置１８，１９が互いに共通の軸（Ｘ軸）に搭載され、かつ独立に駆動されるにもかかわらず、互いの電波的ブロッキング、機械的干渉がない。
【００７３】
また、Ｙ軸駆動は、半円弧状の支持レール１４をスライドさせる構造としており、駆動軸（Ｙ軸）に物理的な軸を持たず、そこに２つのパラボラアンテナ装置１８，１９を設置してスペース効率を上げている。この場合、支持レール１４が円環ではなく、半円弧状としているため、アンテナビームのブロッキングを生じることはない。
【００７４】
尚、上記実施形態では、Ｙ軸駆動機構として、ローラで支持レール１４の外面、内面、側面を支持し、自重方向とそれ以外の方向の加重、モーメントを拘束するようにしたが、この部分の駆動方式としては、スライド面をＶ字型とするレールとローラを用いて支持するＶレール方式も考えられる。
【００７５】
また、本アンテナ装置１１のマウント構造によれば、アンテナ重心位置の近傍にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を設定できるので、モータのサイズを劇的に小型化することができる。さらに、アンテナ最外形を抑制できるので、レドーム２０の直径をより縮小することができ、結果的に電気開口（リフレクタの直径）を最大にとることができる。この場合において、各パラボラアンテナ装置１８，１９をセンターフィードの楕円ビーム式としているので、レドーム２０内の電気開口を最大限広げることができる。
【００７６】
ここで、センターフィードはブロッキングの点でオフセット型に比して不利であるが、設置スペースの点では有利である。そこで、ホーンの支持するために、導波管をステーとして利用して不要なステーを省略し、さらに導波管には電波吸収材を貼り付け、あるいは塗布することで、ブロッキングによるサイドローブ特性の劣化を抑制し、センターフィードの問題を低減している。
【００７７】
また、導波管をリフレクタの前面と後面との間で渡す際に、楕円型のリフレクタの長軸上ではなく、デットスペースとなっている長軸と短軸との中間で斜めに渡すようにし、これによって設置スペースを拡大しなくてもすむようにしている。
【００７８】
また、導波管には方形のものを使用し、その寸法を２つの互いに直交する偏波に合わせて選定するようにしているので、折り曲げによる高次モードの発生を低減することができる。
【００７９】
また、回転軸を持たない支持レール１４の回動には、ワイヤードライブ方式を採用することで、安定したスライド動作を実現している。
【００８０】
また、パラボラアンテナ装置１８，１９のＸ軸駆動には、半円盤状のセクタギヤを用いているので、リフレクタ後面のスペースを有効利用することができる。
【００８１】
また、上記実施形態では、２つのアンテナ装置として、リフレクタと一次放射器を備えた反射型のものを用いた場合について説明したが、複数のアンテナ素子を平面上に配列したアレイ型のものを用いてもよい。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、同時に２つの通信用衛星の捕捉・追尾が可能で、しかもコンパクトで比較的小スペースに設置可能なアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態によるアンテナ装置を示す概略構成を示す斜視図。
【図２】  同実施形態によるアンテナ装置の背面側の斜視図。
【図３】  同実施形態によるアンテナ装置の正面図及び側面図。
【図４】  同実施形態で用いる回転ベースのＺ軸回転駆動機構及び支持レールのＹ軸回動機構の詳細を示す拡大斜視図。
【図５】  同実施形態で用いるワイヤー送り機構の構成を示す側方断面図及びワイヤー送り部分を拡大して示す斜視図。
【図６】  同実施形態で用いる第１及び第２のパラボラアンテナ装置の構造とそのＸ軸回りの回動機構の構成を示す斜視図。
【図７】  図６に示す第１のパラボラアンテナ装置の構成とそのＸ軸回りの回動機構の構成を拡大して示す斜視図。
【図８】  同実施形態で用いる導波管の形状、サイズを説明するための平面図及び断面図。
【図９】  同実施形態の第１及び第２のパラボラアンテナ装置が２つの衛星に指向するように制御された様子を示す斜視図。
【図１０】  同実施形態におけるアンテナ装置の座標系を定義して、各軸の回転・回動制御について説明するための図。
【図１１】  従来のパラボラアンテナ装置の例を示す概略構成図。
【図１２】  従来のパラボラアンテナ装置を用いて２つの周回衛星を捕捉追尾する様子を示す図。
【符号の説明】
１１…アンテナ装置
１２…固定ベース
１３…回転ベース
１４…支持レール
１５…支持シャフト
１６…第１の回転シャフト
１７…第２の回転シャフト
１８…第１のパラボラアンテナ装置
１９…第２のパラボラアンテナ装置
２０…レドーム
２１…レギュレータ
２２…プロセッサ
２３…Ｚ軸駆動モータ
２４…プーリ
２５…ベルト
２６…基台
２７…支持具
２８，２９…外面支持ローラ
３０，３１，３２，３３…内面支持ローラ
３４，３５，３６，３７…側面支持ローラ
３８…送りローラ
３９，４０…テンションローラ
４１…送りローラ駆動モータ
４２…ワイヤー
５１，６４…取付基板
５２，６５…リフレクタ
５３，６６…アップコンバータ
５４，６７…ダウンコンバータ
５５，６８…冷却ユニット
５６，６９…ホーン
５７，７０…送信用帯域フィルタ
５８，７１…受信用帯域フィルタ
５９，７２…Ｔ型結合器
６０，７３…導波管
６１，７４…セクターギヤ
６２，７５…Ｘ軸駆動モータ
６３，７６…ピニオンギヤ
【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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