FI91028C - Satelliittiantennijärjestely - Google Patents

Description

i 91028

SATELLIITTIANTENNIJÅRJESTELY

Keksinnon kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osassa mååritelty satelliittiantennijårjestely 5 erityisesti puheviestintåån tarkoitettua liikkuvaa maa-asemaa vårten.

Uusia satelliittijårjestelmiå on kehitteillå erityisesti liikkuvia maaviestintåjårjestelmiå vårten. Tiedonsiirto- ja paikannusjårjestelmiå, kuten Inmarsat 10 C, PRODAT, Euteltracks and Lockstar, on jo esitelty ja ne ovat asteittain tulossa kayttoon. Markkinointitutki-mukset osoittavat myos, etta on tarvetta puheviestintå-jårjestelmille. Kaksi jårjestelmåå EMS (European Mobile System) ja Inmarsat M ovat kehitteillå L-kaistan puhe-15 viestintåån tarkoitettuja liikkuvia maa-asemaviestintå-jårjestelmiå vårten. Jårjestelmåt tåydentåvåt erityisesti maalla liikkuville asemille tarjottuja palveluita antamalla kåyttdon joustavia suljettuja verkkoja, jotka kattavat koko Euroopan alueen. Eråånå lupaavimpana 20 sovellutuksena voidaan pitåå kuorma-autojen viestintå-verkkoja.

Ympårisåteileviå antenneja voidaan kåyttåå pienillå datansiirtonopeuksilla. Nåiden antenneiden vahvistus on luokkaa 3...5 dBi, mikå on yleenså riit-25 tåvå. Aåniviestinnåsså tarvitaan kuitenkin parempaa signaali-kohinasuhdetta, kuin mitå ympårisåteilevåt antennit voivat tarjota. Tåmå vaatimus johtaa siihen, ettå antennin vahvistus tåytyy olla våhintåån luokkaa 10 ... 12 dBi. Enneståån tunnetaan monia antennijårjes-30 telyjå, joissa antennielementti on suunnattavissa. Tållaisia antenneja ovat mm. tietyt rako- ja torvian-tennit sekå dipoliantennit. Ongelmana nåiden antenniyk-sikdiden kohdalla on syottopiirisovitusten mutkikkuus ja soveltumattomuus erilaisille seurantajårjestelmille.

35 Lisåksi nåiden antennielementtien mekaaniset ominaisuu-det ovat usein sopimattomia nimenomaan liikkuvaa maa-asemaa ajatellen.

2

Keksinnon tarkoituksena on tarjota uusi anten-nijårjestely/ jonka avulla voidaan poistaa edellå mai-nitut ongelmat. Edelleen keksinnon tarkoituksena on saada aikaan valmistuskustannuksiltaan edullinen ja 5 massatuotantoon sopiva antennijårjestely.

Keksinnon mukaiselle antennijarjestelylle on tunnusomaista se, mitå on esitetty patenttivaatimukses-sa 1.

Keksinnon mukaisesti satelliittiantennijårjes-10 telyyn erityisesti puheviestintåån tarkoitettua liikku-vaa maa-asemaa vårten kuuluu antenniyksikko, joka on atsimuuttitasossa suunnattavissa satelliittiin, ja joka antenniyksikko on muodostettu joukosta antennielement-tejå, ohjausyksikkd ja kytkentåyksikko, jonka anten-15 niyksikon antennielementit ovat identtisia kulkuaalto-tyyppisiå ilmaeristeantennielementteja, jotka on jår-jestetty rinnakkain ympyrån kehålle etåisyyden pååhån toisistaan. Keksinnon mukaisesti kukin antennielementti on muodostettu ympyrånkaaren muotoisesta tasomaisesta 20 johtavasta liuskasta, joka on sovitettu vakioetåisyy-delle maattolevystå ja pååtetty kuormaan, ja ettå kun-kin antennielementin maattolevy on muodostettu allas-maiseksi osaksi, jonka sisåån liuska on asennettu; ja antennielementeistå samaan aktiiviseen antenniyksikkoon 25 kuuluu yhtåaikaisesti kaksi vierekkåistå antenniele-menttiå, jotka valitaan ohjausyksikon ja kytkentåyk-sikon avulla vastaanottamaan halutusta suunnasta ja låhettåmåån olennaisesti samaan suuntaan ympyråpola-risoitunutta såhkomagneettista såteilyå.

30 Antennielementit ovat edullisesti kulkuaalto- tyyppisiå ilmaeristeantennielementtejå, jotka ovat rakenteeltaan identtisia. Antennielementit on jårjes-tetty ympyrån kehålle siten, ettå ne peittåvåt koko 360°:n kehåalueen. Satelliittiantennijårjestelystå 35 voidaan tålldin valita ohjausyksikon ja kytkentåyksikon avulla ne kaksi antennielementtiå, joiden såteilykeilat suuntautuvat haluttuun suuntaan.

II

91028 3

Keksinnon mukaisella maattolevyllå on jåykkå mekaaninen rakenne. Lisåksi tållaisella maattolevyllå saavutetaan suoraan maattolevyyn verrattuna parempl isolaatio naapuriantennlelementtien vålille. Lisåksi 5 tållainen maattolevy vaikuttaa stabiloivasti syottopis-teen impedanssiin.

Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu-tuksessa kytkentåyksikoon kuuluu kaksi kytkinryhmåå, joiden avulla kaksi rinnakkaista antennielementtiå on 10 valittavissa halutusta paikasta ympyrån kehållå. Kyt-kinryhmåt ovat edullisesti muodostettu PIN-diodeista.

Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu-tuksessa siihen kuuluu tehonjako- ja vaiheistusyksikko, jossa on 180°:n hybridi ja kaksi vaiheistinta.

15 Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu- tuksessa vaiheistin on kuormituslinjatyyppinen vaiheis-tin. Siihen kuuluu kaksi toisesta pååståån tulo- ja låhtoportteihin yhdistettyå rinnakkaista siirtojohtoa ja niiden sekå tulo- ja låhtoporttien våliset siirto-20 johdot, ja tulo- ja låhtoportteihin yhdistettyjen sovi-tusjohtojen påihin asennetut kytkinelementit vaihe-eron toteuttamiseksi. Kytkentåyksikon ja mainittujen vai-heistimien avulla valitulle kahdelle antennielementille voidaan toteuttaa kolme eri suuntaista såteilykeilaa 25 vaiheistimien kytkimien tiloista riippuen. Nåin kahdes-ta antennielementistå muodostetun aktiivisen antenniyk-sikon såteilykeilaa voidaan edullisesti sååtåå esim. ± 7° antennielementtien keksimååråiseen normaalisuuntaan nåhden ja nåin toteuttaa joutavasti ja luotettavasti 30 satelliitin seuranta. Lisåksi suhteellisen pienellå antennielementtien måårållå ympyrån kehållå voidaan toteuttaa ainakin kaksinkertainen joukko såteilykeilo-ja, jotka tåyttåvåt olennaisesti aukottomasti atsimuut-titason.

35 Satelliittiantennijårjestelyn erååsså sovellu- tuksessa antennielementit on varustettu tukielimillå, joiden avulla antennielementit on jårjestetty runko- 4 osaan atsimuuttitasoon nåhden sopivaan korotuskulmaan. Korotuskulma riippuu seurattavan tietoliikennesatellii-tin rata-asemasta ja sen maa-aseman maantieteellisesta asemasta, jossa antennijårjestelyå kåytetåån.

5 Satelliittiantennijårjestelyn erååsså sovellu- tuksessa tukielimet ovat såådettåviå elimiå korotuskul-man sååtåmiseksi. Tukielimien avulla kaikkien anten-nielementtien korotuskulma asetetaan samaksi atsimuut-titasossa siten, ettå antennielementtien såteilykeilo-10 jen korotuskulmat ovat oikeat satelliitin asemaa aja-tellen. Korotuskulma vaihtelee vålillå 10° - 50° ja se on edullisesti asetettavissa esim. 10°:n vålein. Såtei-lykeilan leveys kattaa vielå mainitun 10°:n alueen ilman, ettå keilan reuna-alueen vahvistuksessa tapahtuu 15 kovin voimakasta heikkenemistå.

Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu-tuksessa antennijårjestely on varustettu suojakuvulla.

Satelliittiantenni jår jestelyn erååsså sovellu-tuksessa siihen kuuluu suuntauslaite satelliitin etsin-20 nån ja seurannan toteuttamiseksi. Tåhån suuntauslait-teeseen on yhdistetty ilmaisin- ja mittausyksikko sig-naalitason mittaamiseksi kåytetyllå radiotaajuusalueel-la. Suuntauslaite on yhdistetty ohjausyksikkodn ja kytkentåyksikkoon niiden kahden yhdesså toimivan anten-25 nielementin valitsemiseksi antennielementtien joukosta, joiden antennielementtien vålityksellå saadaan signaa-litasoltaan paras tietoliikennenyhteys satelliittiin. Suuntauslaite toteutetaan edullisimmin mikroprosessori-pohjaisella tietojenkåsittelylaitteella, johon kuuluu 30 joukko oheis- ja liitåntåyksikoitå. Suuntauslaitteeseen eri toiminnot on sopivasti ohjelmoitu.

Keksinnon etuna on, ettå satelliittiantenni-jårjestely on suhteellisen yksinkertainen ja pieneen tilaan sopiva. Tållainen antennijårjestely on valmis-35 tuskustannuksiltaan edullinen ja soveltuu nåin massa-tuotantoon.

Edelleen keksinnon etuna on, ettå aktiivisella

II

91028 5 antenniyksikollå, johon kuuluu samanaikaisesti kaksi antennielementtiå, saadaan aikaan suuri vahvistus.

Edelleen keksinnon etuna on, ettå antennijår-jestelyn syottopiiri on suhteellisen yksinkertainen ja 5 se tarjoaa tehokkaan ja yksinkertaisen tavan kytkeå ja vaiheistaa halutut såteilykeilat valituista antenniele-menteistå.

Edelleen keksinnon etuna on, ettå antenniele-menttien lukumååråån nåhden saadaan aikaan kaksinker-10 tainen måårå såteilykeiloja. Ympyrån kehålle sijoite-tuista antennielementeistå on aina kaksi aktiivista elementtiå ja ne tuottavat kaksi såteilykeilaa ennalta mååråtyllå vaiheistuksella.

Edelleen keksinndn etuna on, ettå korotuskul-15 man sååtåminen on yksinkertaista ja se voidaan toteut-taa joko mekaanisesti tai sopivalla toimilaitteella.

Edelleen keksinnon etuna on, ettå antenniyksi-kon avulla saadaan aikaan sopiva såteilykuvio, jonka peittoalue saadaan laajaksi. Satelliittiantennijårjes-20 tely soveltuu pienille korotuskulmille aina n. 10°:sta asti, jotka ovat erityisen tårkeitå pohjoisilla le-veysasteilla antennijårjestelyn kåyttoå ajatelleen.

Edelleen keksinnon eduista voidaan todeta seuraavaa: satelliitin etsintårutiinit toimivat nopeas-25 ti, kun jårjestely kåynnistetåån. Edelleen jårjestelmå ottaa huomioon kohtuullisen suuren antenniyksikdn koh-distusvirheen, kun otetaan huomioon antenniyksikon kaistaleveys ja vahvistushåvio. Edelleen jårjestelyn etuna on, ettå se toimii pienellå signaali-kohinasuh-30 teella. Edelleen antennijårjestely toimii luotettavasti huolimatta lyhyen ja pitkån ajan signaalitason muutok-sista. Edelleen antennijårjestelyn etuna on, ettå se toipuu nopeasti håiriotilanteista. Lisåksi antennijårjestely aiheuttaa minimaalisen våhån vååristymiå vies-35 tintåkanaville.

Seuraavassa keksintoå selostetaan yksityiskoh-taisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 6 kuva 1 esittåå påaltå katsottuna eråsta keksinnon mu-kaista satelliittiantennijårjestelyå; kuva 2 esittåå poikkileikkausta A - A kuvan 1 mukaises-ta satelliittiantennijårjestelystå; 5 kuva 3a esittåå antennielementtiå pååltå ja kuva 3b sivulta katsottuna; kuva 4 esittåå lohkokaaviona pååosia keksinnon mukai-sesta satelliittiantennijårjestelystå; kuva 5 esittåå kaaviomaisesti hybridiå; 10 kuva 6 esittåå kaaviomaisesti vaiheistinta; kuva 7 esittåå layout-kaaviota tehonjako- ja vaiheis-tusyksikostå; kuva 8 esittåå såteilykeiloja; kuva 8a esittåå aktiivi-sen antennielelementtiparin såteilykeiloja ja kuva 8b 15 antenniyksikon, jossa on 12 antennielementtiå, to-teutettavissa olevia såteilykeiloja; ja kuva 9 esittåå suuntauslaitetta lohkokaaviomuodossa siihen liittyvine yksikkoineen ja laitteineen.

Kuvissa 1 ja 2 on esitetty erås keksinnon 20 . mukainen satelliittiantennijårjestely havainnollisena kaaviokuvana. Antennijårjestelyyn kuuluu antenniyksikko 1, jossa on joukko antennielementtejå 1; l1 - l12, jotka on jårjestetty kiekon muotoiselle runko-osalle 2. Ne on sovitettu rinnakkain ympyrån kehålle runko-osan 2 reu-25 na-alueelle. Ne on jårjestetty etåisyyden pååhån toi-sistaan siten, ettå ne tåyttåvåt sektori kerrallaan koko kehåalueen. Tåsså sovellutusesimerkisså antenniyksikko 1 on muodostettu kahdestatoista antenniele-mentistå l1 - l12.

30 Antennijårjestelyyn kuuluu myos tukielimet 3, joiden avulla antenniyksikon 1 elementit l1 - l12 on jårjestetty runko-osaan 2 nåhden sopivaan korotuskul-maan a. Tukielimet 3 ovat esim. tukitankoja, jotka ovat pituudeltaan jaksottain tai jatkuvasti manuaalisesti 35 tai sopivalla toimilaitteella såådettåviå elimiå koro-tuskulman a sååtåmiseksi.

Antennijårjestelyyn kuuluu edelleen ohjausyk- 91028 7 sikko 4 ja kytkentåyksikko 5. Antennielementeista l1 -l12 samaan aktiiviseen antenniyksikkoon esim. 6 kuuluu yhtåaikaisesti kaksi antennielementtiå l7, l8, jotka valitaan ohjausyksikon 4 ja kytkentåyksikon 5 avulla 5 vastaanottamaan halutusta suunnasta ja låhettåmåån olennaisesti samaan suuntaan ympyråpolarisoitunutta såhkomagneettista såteilyå.

Satelliittiantennijårjestely on varustettu suojakuvulla 7 antennielementtien l1 - l12 ja muiden 10 antennijårjestelyyn kuuluvien laitteiden suojaamiseksi.

Antennielementit l1 - l12 ovat identtisiå kulku-aaltotyyppisia ilmaeristeantennielementtejå, kuten kuvissa 3a ja 3b on esitetty. Kukin antennielementti muodostuu kaarevasta ohuesta johtavaa materiaalia, 15 kuten kuparia, olevasta ohuesta tasomaisesta liuskasta 8. Liuska on asennettu eristeainelevylle esim. tunnet-tua piirilevytekniikkaa hyvåksi kayttaen. Liuska on va-kiolevyinen ja muodoltaan olennaisesti ympyrån kaari, joka tåyttåS 270°:n sektorin. Antennielementin nimel-20 , linen sahkoinen pituus on lahella kaytettya aallonpi- tuutta. Liuska 8 on sovitettu vakioetaisyydelle h maattolevysta 9. Liuskan 8 kummassakin pååssa on kol-miomaiset liitantaosat 10 ja navat 11, 12. Toinen napa toimii syottonapana ja toinen kuormitusnapana.

25 Antennielementin l1 - l12 såteilytehoa voidaan saåtaå mikroliuskan 8 leveyttå b ja etaisyytta h maat-totasosta 9 saatamalla. Optimaalinen antennivahvistus saavutetaan, kun noin 90% antennielementtiin syotetysta tehosta muuttuu sateilyksi ja 10% absorboituu sovitus-30 kuormaan.

Aktiivinen antenniyksikko esim. 6 muodostetaan sahkoisesti valitsemalla kaksi rinnakkaista antennielementtiå, kuten l7, l8 antennielementtien l1 - l12 joukos-ta. Sillå saavutetaan merkittåviå etuja yhteen valitta-35 vaan antennielementtiin nåhden. On huomattu, ettå antennielementin optimaaliset vahvistusarvot ja såtei-lykeilan leveydet riippuvat maattolevyn muodosta ja 8 koosta. Påasateilykeilan maksimin suunta riippuu jonkin verran kåytetystå taajuudesta ja se poikkeaa maattole-vyn normaalista n. 5 - 15°. TSma poikkeamakulma riippuu myos maattolevyn muodosta. Kahden yhteistoiminnassa 5 olevan rinnakkaisen antennielementin l1 - l12 avulla, jotka elementit on sovitettu etaisyyden pååhån toisis-taan ja joita syotetaån rinnakkain sopivalla vaihe-erolla, paåsåteilykeilan kulmariippuvuus taajuudesta voidaan likipitåen eliminoida.

10 Maattolevy 9 on puolisuunnikkaan muotoinen taso, jonka reunat 9a, 9b, 9c ja 9d on kaannetty ylds-pain siten, ettS maattolevystS muodostuu matala allas (huom. reunat on kaannetty havainnollisuuden vuoksi vaakatasoon kuvassa 3a). Maattolevyn 9 keskileveys 1 on 15 liuskan 8 kokonaisleveyden ja antennielementtien etaisyyden luokkaa a ja maattolevyn pituus k on vuorostaan luokkaa 1,5 - 2,0 x a. Allasmaisen maattolevyn syvyys s on luokkaa 0,1a. Erååsså edullisessa sovellutuksessa maattolevyn dimensiot ovat: korkeus k = 150 mm, leveå 20 kanta leveys 11 = 150 mm, kapea kanta leveys 12 = 90 mm ja maattolevyn syvyys h = 20 mm. Maattolevy 9 on jotain sopivaa johtavaa materiaalia, kuten alumiinia.

Kuva 4 esittåa lohkokaaviota keksinnon mukai-sesta satelliittiantennijårjestelysta. Antenniyksikon 1 25 antennielementtien l1 - l12 syottonavat 11; li1 - li12 on yhdistetty kytkentayksikon 5 kahteen kytkinryhmåån 13, 14 ja vastaavasti toiset navat 12; 121 - 122 on yhdis-tetty sovituskuormiin 15; 151 - 1512. Antennielementit l1 - I12 on ryhmitelty siten, ettå vierekkaiset elementit 30 l1, l2; l2, l3; l3, l4, ... on yhdistetty eri kytkinryh- miin 13, 14. Nain menetellen antennielementit l1 - l12 on vuorotellen kytketty ensimmåiseen kytkinryhmaSn 13 ja toiseen kytkinryhmåån 14. Kumpaankin kytkinryhmaSn 13, 14 kuuluu tassa tapauksessa kuusi lahtoa 13; 131 - 136 35 ja 14; 141 - 146. Ohjausyksikdn 4 avulla ohjataan kyt-kinryhmia 13, 14 siten, ettS aina voidaan valita kaksi rinnakkaista elementtia l1, l2; l2, l3; ... toimimaan

II

91028 9 yhtå aikaa aktiivisena antenniyksikkonå.

Kytkinryhmien 13, 14 tulot 16, 17 on yhdistet-ty tehonjako- ja vaiheistusyksikkobn 18. Tehonjako- ja vaiheistusyksikkoon 18 kuuluu kaksi vaiheistinta so.

5 ensimmåinen vaiheistln 19 ja toinen vaiheistin 20, sekå 180° hybridi 21. Hybridin 21 ensimmåinen tulo 21a on tehonjako- ja vaiheistusyksikdn 18 tulo ja se on yhdis-tetty ilmaisin- ja mittausyksikkodn 29 sekå vastaan-otin-låhetinyksikkoon (ei esitetty piirustuksessa).

10 Toinen hybridin 21 tuloista on yhdistetty kuorman 22 kautta maahan. Hybridin 21 lahddt 21c, 2 Id on yhdistetty vastaavasti ensimmåisen vaiheistimen 19 tuloon ja toisen vaiheistimen 20 tuloon.

Hybridi 21 on esitetty kaaviomaisesti kuvassa 15 5. Tulo- ja låhtdportit on merkitty samoin viitenume- roin kuin kuvassa 4. Tuloportti 21a on ero- eli D-port-ti ja tuloportti 21b on summa- eli S-portti. Kun sig-naali syotetåan sisåån D-portista, låhtoporteista 21c, 21d saadaan låhtosignaalit, jotka ovat 180° vaihesiir-20 rossa keskenåån. Kun taas S-portista syotetåan signaali hybridiin, låhtoporteista saadaan ulos samassa vaihees-sa olevat signaalit.

Vaiheistimet 19, 20 on toteutettu siirtojohto-jen ja kytkentåelimien avulla, kuten kuvasta 6 kåy 25 ilmi. Vaiheistimeen 19, 20 kuuluu sekå tulo- ettå låh-toporttiin PI, P2 toisesta pååståån yhdistetyt kaksi rinnakkaista siirtojohtoa 23a, 23b ja 24a, 24b sekå porttien vålille yhdistetyt siirtojohdot 25a, 25b.

Tåmån lisåksi vaiheistimeen 19, 20 kuuluu kumpaankin 30 porttiin PI, P2 sovitus johtojen 26a, 26b; 27a, 27b påihin asetetut kytkentåelimet 28a ja 28b. Kytkentåeli-met 28a, 28b on toteutettu sopivien diodien avulla ja ne voidaan kytkeå johtavaan tilaan tai sulkutilaan.

Molemmat kytkentåelimet 28a, 28b ovat samanaikaisesti 35 samassa tilassa, jolloin vaiheistin 19, 20 on raken-teeltaan symmetrinen. Vaiheistimen 19, 20 siirto-omi-naisuudet portista PI porttiin P2 tai påinvastoin ovat 10 nåin olien samat. Tållaisen kuormituslinjatyyppisen vaiheistimen 19, 20 håviot ovat pienet ja taajuusalue laaja. Lisåksi vaiheistimen sovitusominaisuudet ovat hyvåt.

5 Tehonjako- ja vaiheistusyksikdn 18 eras edul- linen sovellutus on esitetty layout-kaaviona kuvassa 7. Hybridi 21 sekå vaiheistimet 19, 20 on valmistettu samalle substraatille mikroliuskamenetelmållå.

Vaiheistimet 19, 20 on optimoitu tassa sovel-10 lutuksessa antamaan 33°:n vaihesiirto. Tåmå merkitsee n. 14°:n (i 7° suorasta keskisuunnasta) erotuskulmaa aktiivisesta antenniyksikdsta saataville såteilykei-loille. Vaiheistimien 19, 20 ja erityisesti niiden kytkentaelimien 31, 32 tiloja muuttamalla voidaan ak-15 tiivisen antenniyksikon såteilykeilan suuntaa muuttaa maattotason 9 normaalin eli keskisuunnan ja ååriasento-jen valilla, kuten seuraavassa esitetåån.

Vaiheistimia 19, 20 kåytetåån hyvaksi såteilykeilan suuntaamiseksi satelliitin seurantaa toteutetta-20 essa. Vaiheistimen 19, 20 kytkimiå 28a, 28b sopivasti ohjaamalla voidaan siirtyå oikeasta såteilykeilasta "Right" vasempaan såteilykeilaan "Left" tai keskisåtei-lykeilaan "Mid", jotka såteilykeilat on havainnollises-ti esitetty kuvassa 8a. Kytkentå oikeasta såteilykei-25 lasta "Right" vasempaan såteilykeilaan "Left" tai påin-vastoin toteutetaan siten, ettå molempien vaiheistimien 19, 20 kytkentåelimien 28a, 28b tilaa muutetaan. Tål-loin vaiheistimet muuttuvat ominaisuuksiltaan toistensa peilikuviksi. Vastaavasti mikåli vain toisen kytkentå-30 elimen 28a tai 28b tilaa muutetaan såteilykeila siirtyy keskisateilykeilasta "Mid" joko oikeaan "Right" tai vasempaan "Left" såteilykeilaan. Såteilykeilojen le-veyteen vaikuttaa jonkin verran korotuskulma α ja myos kåytetty vastaanotto- ja låhetyskaista. Edellå esitetty 35 tehonjako- ja vaiheistusyksikko 18 on låhinnå tarkoi-tettu taajuusalueelle 1,5 - 1,7 GHz.

Aktiivinen antenniyksikko muodostetaan kahdes- 91028 11 ta vierekkåisestå antennielementistå 1‘, 1% l2, l3, .... Aktiiviselle antenniyksikolle voidaan jårjeståå kaksi såteilykeilaa, kuten edellå on selostetu, jotka keilat poikkeavat suunnaltaan toisistaan jopa 15°. Antenniyk-5 sikon 1 avulla ympyran kehålle saadaan kaksinkertainen joukko såteilykeiloja antennielementtien l1 - l12 luku-mååråån verrattuna. Nåin kahdellatoista antennielemen-tillå voidaan toteuttaa kaksikymmentåneljå såteilykeilaa, jotka jakautuvat olennaisen tasaisesti atsimuutti-10 tasolla ympyran kehålle. Tåmå on esitetty havainnolli-sesti kuvassa 8b.

Kuvassa 9 on esitetty lohkokaavion muodossa suuntauslaite 30 liitåntå- ja oheisyksikkoineen. Suun-tauslaitteeseen 30 kuuluu tietojenkåsittely-yksikkd 31a 15 ja tåhån liitetty muistiyksikko 31b. Tietojenkåsittely-yksikkoon 31a on edelleen yhdistetty sopivalla våylållå 32 joukko oheisyksikkojå liitåntåyksikkojen vålityksel-lå, kuten korotuskulmailmaisin 33 liitåntåyksikkonså 34 vålityksellå, ilmaisin- ja mittausyksikdn 29 A/D-muun-20 nin 35, vaiheistimien kytkentåyksikko 36 ja tukielimien ohjain 37. Kytkentåyksikon 5 ohjausyksikkd 4 on yhdistetty myos suuntauslaitteen våylåån 32. Suuntauslait-teeseen 30 kuuluu lisåksi liitåntåyksikko 38 tietojen, kuten ohjelmointi- ja muiden tietojen syottåmiseksi 25 suuntauslaitteelle sekå liitåntåyksikko 39 suuntauslaitteen liittåmiseksi ulkopuolisiin jårjestelmiin.

Tåmån lisåksi suuntauslaitteeseen 30 kuuluu edullisesti kompassiliitåntåyksikko 40, kompassin 41 liittåmiseksi jårjestelyyn.

30 Korotuskulmailmaisimen liitåntåyksikko 34 on yhdistetty antennielementtien 1 korotuskulman a mittaa-vaan korotuskulmailmaisimeen 33, joka on sovitettu runko-osan 3 ja antennielementtien l;ll - l12 våliin (vrt. kuva 2). Ilmaisin- ja mittausyksikkd 29 sisåltåå 35 vålitaajuusosan ja rf-ilmaisimen sekå mittausosan rf-tason mittaamiseksi. Tåmå mittaussignaali syotetåån A/D-muuntimen 34 kautta suuntauslaitteeseen. Kytken- 12 tayksikko 36 on yhdistetty tehonjako- ja vaiheistusyk-sikon 18 vaiheistimien 19 ja 20 kytkentåelimiin 28a, 28b. Tukielimet 3 on tassa tapauksessa varustettu toi-milaitteella 42 (vrt. kuva 2), kuten sahkomoottorilla 5 tukielimien 3 pidentamiseksi ja lyhentåmiseksi. Tu-kielimien ohjain 37 on yhdistetty tukielimien toimi-laitteeseen 42.

Suuntauslaitteen 30 avulla toteutetaan satel-liitin etsinta ja seuranta seuraavasti. Satelliittian-10 tennijarjestelya kåynnistettåesså tarkistetaan anten-niyksikon 1 elementtien 11 - 112 korotuskulma a. Mikali korotuskulma a ei vastaa maa-aseman sijaintia suhteessa leveyspiiriin ja satelliittiin sitå korjataan esim. 10° vålein vålillå 10°-50°. Såteilykeilan muoto ja leveys 15 on sellainen, ettå 10° sååtdaskeleet ovat riittavia hyvin antennivahvistuksen ja signaali/kokonaisuuden soveltamiseksi. Korotuskulman α korjaaminen tapahtuu sååtåmållå tukielimien toimilaitteen 42 avulla tukieli-men 3 pituus sopivaksi siten, etta haluttu korotuskulma 20 a saavutetaan. Korotuskulmasta α saadaan tieto korotus-kulmailmaisimen 33 kautta suuntauslaitteelle 30.

Korotuskulman α asettamisen jålkeen aloitetaan satelliitin hakuvaihe. Satelliitin radio-taajuussignaalin taso eli rf-tasoa mitataan ilmaisin-25 ja mittausyksikollå 29 aktivoimalla antennielementtipa-ri l1, l2; l2, l3; l3, l4; jne. kerrallaan ja kSymalla lapi kaikki antennielementit l1 - l12. Nailta peråkkain aktivoiduilta antenniyksikoilta saadut rf-tason mit-tausarvot tallennetaan muistiin 31b. Tåman mittauksen 30 aikana kaydHan låpi kunkin antennielementtiparin såtei-lykeilat sekå oikea ettå vasen såteilykeila, jolloin atsimuuttitaso tulee kokonaisuudessaan kåytyå låpi såteilykeiloilla, jotka kayvåt ilmi kuvasta 8b.

Kun ensimmåinen mittaussarja on suoritettu, 35 antenniyksikon 1 se antennielementtipari aktivoidaan, jonka yhteydesså on mitattu maksimaalinen rf-tason signaali. Tåman jålkeen siirrytåån seurantavaiheeseen.

Il 91028 13

Seurantavaihe perustuu rf-signaalitason seu-rantaan kahdella såteilykeilalla ell vasemmalla ja oikealla sateilykeilalla, kuten aikaisemmin on jako- Ja vaiheistusyksikon yhteydesså selostettu. Tållå tavalla 5 menetellen antenniyksikko 1 pyritåån pitåmåån jatkuvas-ti såhkoisesti suunnattuna satelliittikohteeseen, jotta maa-aseman liikkeistå huolimatta tietoliikenneyhteys såilyisi.

Suuntauslaitteeseen voidaan lisåtå såhkoinen 10 kompassi 41 tai muu ilmaisin, jolla pystytåån seuraa-maan ajoneuvon kååntymistå, ja tåmån avulla voidaan auttaa tehokkaasti suuntauslaitetta 30 pitåmåån aktii-vinen antenniyksikko suunnattuna satelliittiin.

Edellå keksintda on selostettu låhinnå sen 15 yhteen edulliseen sovellutusesimerkkiin viittaamalla, mutta monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttåesså oheisten patenttivaatimusten måårittelemån keksinnon puitteissa.

Claims (8)

14

1. Satelliittiantennijarjestely erityisesti puheviestintåån tarkoitettua liikkuvaa maa-asemaa var-5 ten, johon kuuluu antenniyksikko (1), joka on atsimuut-titasossa suunnattavissa satelliittiin, ja joka antenniyksikko (1) on muodostettu joukosta antennielementte-jå (11 - l12), ohjausyksikko (4) ja kytkentayksikko (5), jonka antenniyksikon antennielementit ovat identtisia 10 kulkuaaltotyyppisia ilmaeristeantennielementtejå, jotka on jårjestetty rinnakkain ympyran kehålle etåisyyden pååhån toisistaan, tunnettu siitå, ettå kukin antennielementti (11 - 112) on muodostettu ympyrånkaaren muotoisesta tasomaisesta johtavasta liuskasta (8), joka 15 on sovitettu vakioetåisyydelle maattolevystå (9) ja pååtetty kuormaan (15), ja ettå kunkin antennielementin (11 - 112) maattolevy (9) on muodostettu allasmaiseksi osaksi, jonka sisåån liuska (8) on asennettu; ja anten-nielementeistå samaan aktiiviseen antenniyksikkoon (6) 20 kuuluu yhtåaikaisesti kaksi vierekkåistå antenniele-menttiå, jotka valitaan ohjausyksikon (4) ja kytken-tayksikdn (5) avulla vastaanottamaan halutusta suunnas-ta ja låhettåmåån olennaisesti samaan suuntaan yrnpyra-polarisoitunutta såhkomagneettista såteilyå.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen satelliittiantenni jar jestely, tunnettu siitå, ettå kytkentåyksikkoon (5) kuuluu kaksi kytkinryhmåå (13, 14), joiden avulla kaksi rinnakkaista antennielementtiå (l1, l2; l2, l3; l3, l4; ..·) on valittavissa halutusta 30 paikasta ympyrån kehållå.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sate-liittiantennijårjestely, tunnettu siitå, ettå antennijårjestelyyn kuuluu tehonjako- ja vaiheis-tusyksikkd (18), jossa on kaksi vaiheistinta (19, 20) 35 ja 180° hybridi (21).

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen sate-liittiantennijårjestely, tunnettu siitå, ettå II 91028 15 kumpaankin vaiheistimeen (19, 20) kuuluu kaksi toisesta pååståån tulo- ja låhtoportteihin (PI, P2) yhdistettyå rinnakkaista siirtojohtoa (23a, 23b; 24a, 24b), tulo- ja låhtoporttien (PI, P2) vålille sovitetut siirtojohdot 5 (25a, 25b), ja tulo- ja låhtoportteihin (PI, P2) yhdis- tettyjen sovitusjohtojen (26, 26b; 27a, 27b) påihin asennetut kytkentåelimet (28a, 28b) vaihe-eron toteut-tamiseksi.

5. Jonkin edeltåvistå patenttivaatimuksista 10 mukainen sateliittiantennijårjestely, tunnettu siitå, ettå antennielementit (l1 - l12) on varustettu tu-kielimillå (3), joiden avulla antennielementit on jår-jestetty runko-osaan (2) atsimuuttitasoon (B-B) nåhden sopivaan korotuskulmaan (a).

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen sateliit tiantenni jår jestely, tunnettu siitå, ettå tu-kielimet (3) ovat såådettåviå elimiå korotuskulman (a) sååtåmiseksi.

7. Jonkin edeltåvistå patenttivaatimuksista 20 mukainen sateliittiantennijårjestely, tunnettu siitå, ettå antennijårjestely on varustettu suojakuvul-la (7).

8. Jonkin edeltåvistå patenttivaatimuksista mukainen satelliittiantennijårjestely, tunnettu 25 siitå, ettå antennijårjestelyyn kuuluu suuntauslaite (30) satelliitin etsinnån ja seurannan toteuttamiseksi, johon suuntauslaitteeseen on yhdistetty ilmaisin- ja mittausyksikko (29) rf-signaalitason mittaamiseksi, ja joka suuntauslaite on yhdistetty ohjausyksikkodn (4) ja 30 kytkentåyksikkoon (5) niiden kahden yhdesså toimivan antennielementin (esim. 6) valitsemiseksi antenniele-menttien (l1 - l12) joukosta, joiden antennielementtien vålityksellå saadaan signaalitasoltaan paras tietolii-kenneyhteys satelliittiin. ________ nr 16