JP2006500793A - 通信アンテナシステムおよび移動送受信反射アンテナ - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はアンテナシステムに関し、より特定的には、航空機などの移動プラットホームの外面上に配置されるよう適合され、さらに移動プラットホームの外面上におけるアンテナアパーチャのすぐ近くに隣接して配置される或る信号処理構成要素と、移動プラットホームの内側に配置される或る信号処理構成要素とを含む反射アンテナに関する。
アンテナシステムはさまざまな応用例で用いられる。重要になりつつある一応用例は、航空機などの移動プラットホームにインターネット接続を提供するための衛星リンク通信システムと接続される。このような応用例では、航空機上に配置されるアンテナシステムは、航空機の胴体の外面上に装着される場合、アンテナシステムが航空機の空気力学に悪影響を及ぼさないように高さおよび幅が小さいパッケージでなくてはならない。それにもかかわらず、このようなアンテナは、依然として高い利得/温度(G/T)を提供しなければならず、アンテナを所望の方向に向けることができるように方位軸ならびに高度軸に沿った回転が可能なアンテナアパーチャを含む必要がある。
上述および他の目的は、この発明の好ましい実施例に従った送受信(TX/RX)反射アンテナシステムによって提供される。TX/RX反射アンテナシステムは、主反射器、副反射器および給電ホーンを含むアンテナアパーチャを含む。給電ホーンは、その一部が主反射器の前方に延在し、一部が主反射器の後方に延在するように、主反射器の軸心におけるアパーチャ内に配置される。この態様では、容認できないほどに大きな断面のプロファイルを有し、このためにジェット機などの高速移動する移動プラットホーム上では空気力学的に非効率となるおそれのあるアンテナを作らなくても、より長い給電ホーンを用いることができる。
図1を参照すると、この発明の好ましい実施例に従ったアンテナシステム10が示される。アンテナシステム10は概して、アンテナアパーチャ12、第1のアンテナ信号処理サブシステム14、第2の信号アンテナ信号処理サブシステム16、および第1のサブシステム14と第2のサブシステム16との間でそれぞれ双方向通信を容易にするための好適なロータリジョイント18を含む。
む。アパーチャ26内には給電ホーン28が位置決めされる。好ましい形態では、給電ホーン28は好ましくは長さが70ミリメートルである。しかしながら、主反射器20および副反射器22の構成は既存の構成要素を含むが、このような長さの給電ホーンについては考慮に入れない。この問題は、給電ホーンの第1の部分が主反射器20の前方に(すなわち、副反射器22の方に)突き出、給電ホーンの第2の部分が主反射器20の後方に突き出るように、アパーチャ26内に給電ホーン28を配置することにより克服される。長さが約70ミリメートルの給電ホーン28を用いることにより、アンテナアパーチャ12によって伝送される信号のサイドローブを最小限にすることが可能となる。給電ホーン28をアパーチャ26内に配置することは、アンテナアパーチャ12の断面の高さを、アンテナアパーチャ12が装着される移動プラットホームの空気力学に悪影響を及ぼさない比較的低い高さに維持できるようにするのにも役立つ。
ブシステム62と受信サブシステム64とを含む。伝送サブシステム62は、ダイプレクサ66、ハイブリッド回路68、1対の高電力増幅器(HPA)70および72、1対の可変移相器74、ならびにハイブリッド回路76を含む。受信サブシステム64は、ダイプレクサ78、1対の帯域通過フィルタ80および82、ならびにハイブリッド回路84を含む。有利には、第2の信号処理サブシステム16内の高電力増幅器(HPA)70は、点検および/またはメンテナンスのためにその構成要素に容易に届き得るように移動プラットホーム内に配置される。
Claims (17)
- 移動プラットホーム上で用いるよう適合された反射アンテナであって、
軸心にアパーチャを有する主反射器と、
前記主反射器の前方に間隔を空けて配置される副反射器と、
前記主反射器に対し固定して前記副反射器を支持するための支持構造と、
給電ホーンとを含み、前記給電ホーンは、前記給電ホーンの第1の部分が前記主反射器の前方に突き出、前記給電ホーンの第2の部分が前記主反射器の後方に突き出るように前記アパーチャ内に配置され、前記反射アンテナはさらに、
前記給電ホーンに送られるかまたは前記給電ホーンによって受信される信号のうち少なくとも1つを処理するためのアンテナ電子機器サブシステムを含み、前記アンテナ電子機器サブシステムは、前記移動プラットホームの外側に配置されるように前記主反射器のすぐ近くに隣接して配置される、反射アンテナ。 - 前記アンテナ電子機器サブシステムは、
前記移動プラットホームの外面上に装着され、前記アンテナ電子機器サブシステムに結合されるロータリ同軸ジョイントと、
前記移動プラットホーム内に配置され、前記ロータリ同軸ジョイントと通信し、前記アンテナ電子機器サブシステムに伝送されるかまたは前記アンテナ電子機器サブシステムによって受信される信号のうち少なくとも1つを処理するためのアンテナ信号処理サブシステムとを含む、請求項1に記載の反射アンテナ。 - 前記アンテナ電子機器サブシステムは、前記給電ホーンが受信する信号を垂直偏波RFエネルギと水平偏波RFエネルギとに分割するための直交モード変換器を含む、請求項1に記載の反射アンテナ。
- 前記アンテナ電子機器サブシステムは、前記給電ホーンと通信し、前記給電ホーンとの間で同時に伝達される伝送信号と受信信号とを分割するための少なくとも1つのダイプレクサを含む、請求項1に記載の反射アンテナ。
- 前記アンテナ電子機器サブシステムは、前記給電ホーンが受信する信号を増幅するための少なくとも1つの低雑音増幅器(LNA)を含む、請求項1に記載の反射アンテナ。
- 前記アンテナ信号処理サブシステムは、前記アンテナ電子機器サブシステムとの間で伝達される伝送信号と受信信号とを分割するための少なくとも1つのダイプレクサを含む、請求項2に記載の反射アンテナ。
- 前記アンテナ信号処理サブシステムはさらに、
前記ダイプレクサに伝達される伝送信号を増幅するための高電力増幅器を含む、請求項6に記載の反射アンテナ。 - 移動プラットホーム上で用いるよう適合された反射アンテナであって、
軸心にアパーチャを有する主反射器と、
前記主反射器の前方に間隔を空けて配置される副反射器と、
給電ホーンとを含み、前記給電ホーンは、前記給電ホーンの第1の部分が前記主反射器の前方に突き出、前記給電ホーンの第2の部分が前記主反射器の後方に突き出るように前記アパーチャ内に配置され、前記反射アンテナはさらに、
前記給電ホーンに送られるかまたは前記給電ホーンによって受信される信号を処理するための第1のアンテナ信号処理サブシステムを含み、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムは前記移動プラットホームの外側に配置されるように前記主反射器のすぐ近くに隣
接して配置され、前記反射アンテナはさらに、
前記第1のアンテナ信号処理サブシステムと通信し、前記移動プラットホームの内側に配置され、前記第1のアンテナ信号処理システムに送られるかまたは前記第1のアンテナ信号処理システムから受信される信号を処理するための第2のアンテナ信号処理サブシステムと、
前記移動プラットホームの前記外面上に配置され、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムと前記第2のアンテナ信号処理サブシステムとを結合するためのロータリジョイントとを含む、反射アンテナ。 - 前記第1のアンテナ信号処理サブシステムは、
前記給電ホーンが受信する信号を垂直偏波RFエネルギと水平偏波RFエネルギとに分割するための直交モード変換器と、
前記直交モード変換器と通信し、前記直交モード変換器に伝達されるかまたは前記直交モード変換器から受取る垂直偏波RFエネルギを処理するための垂直偏波信号処理サブシステムと、
前記直交モード変換器と通信し、前記直交モード変換器に伝達されるかまたは前記直交モード変換器から受取る水平偏波RFエネルギを処理するための水平偏波信号処理サブシステムとを含む、請求項8に記載の反射アンテナ。 - 前記第2のアンテナ信号処理サブシステムは、
伝送サブシステムを含み、前記伝送サブシステムは、
前記伝送サブシステム内に配置され、前記給電ホーンから伝送されるべき伝送信号に所望の程度の位相偏移を与えるための移相器と、
前記伝送信号を増幅するための高電力増幅器と、
前記伝送サブシステムを前記ロータリ同軸ジョイントと結合するための第1のダイプレクサとを含み、前記第2のアンテナ信号処理サブシステムはさらに、
受信サブシステムを含み、前記受信サブシステムは、
前記受信サブシステムを前記ロータリ同軸ジョイントと結合するための第2のダイプレクサと、
前記第2のダイプレクサからの信号に応答し、前記ロータリ同軸ジョイントから受信した所望の周波数帯域外の信号をフィルタにかけて取除くための帯域通過フィルタとを含む、請求項9に記載の反射アンテナ。 - 移動プラットホーム上で用いるよう適合された反射アンテナであって、
軸心にアパーチャを有する主反射器と、
前記主反射器の前方に間隔を空けて配置される副反射器と、
給電ホーンとを含み、前記給電ホーンは、前記給電ホーンの第1の部分が前記主反射器の前方に突き出、前記給電ホーンの第2の部分が前記主反射器の後方に突き出るように前記アパーチャ内に配置され、前記反射アンテナはさらに、
前記給電ホーンに送られるかまたは前記給電ホーンによって受信される信号を処理するための第1のアンテナ信号処理サブシステムを含み、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムは、前記移動プラットホームの外側に配置されるように前記主反射器のすぐ近くに隣接して配置され、
前記第1のアンテナ信号処理サブシステムは、
前記給電ホーンと通信し、前記給電ホーンが受信するRF信号を垂直偏波信号と水平偏波信号とに分割するための直交モード変換器と、
前記水平偏波信号を処理するための第1の対のダイプレクサと、
前記垂直偏波信号を処理するための第2の対のダイプレクサとを含み、前記反射アンテナはさらに、
前記第1のアンテナ信号処理サブシステムと通信し、前記移動プラットホームの内側に
配置され、前記第1のアンテナ信号処理システムに送られるかまたは前記第1のアンテナ信号処理システムから受信される信号を処理するための第2のアンテナ信号処理サブシステムを含み、
前記第2のアンテナ信号処理サブシステムは、前記第1のアンテナ処理サブシステムに送られる伝送信号を処理し、かつ前記第1のアンテナ処理サブシステムから受信した受信信号を処理するための第3の対のダイプレクサを含み、前記反射アンテナはさらに、
前記移動プラットホームの前記外面上に配置され、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムと前記第2のアンテナ信号処理サブシステムとを結合して、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムと前記第2のアンテナ信号処理サブシステムとの間の双方向通信を可能にするためのロータリ同軸ジョイントを含む、反射アンテナ。 - 前記ダイプレクサの各々は、そこを通過する信号を、前記受信信号および前記伝送信号の周波数に基づいて前記受信信号および前記伝送信号のうち1つに分割するよう動作する、請求項11に記載の反射アンテナ。
- 前記ロータリ同軸ジョイントは、垂直偏波信号および水平偏波信号に別個のチャネルを提供するために2チャネルのジョイントを含む、請求項11に記載の反射アンテナ。
- 前記第2のアンテナ処理サブシステムは伝送サブシステムと受信サブシステムとを含む、請求項11に記載の反射アンテナ。
- 前記伝送サブシステムは、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムに伝達される前記伝送信号を増幅するための高電力増幅器を含む、請求項14に記載の反射アンテナ。
- 前記受信サブシステムは、所望の周波数範囲外の信号を拒否するために帯域通過フィルタを含む、請求項14に記載の反射アンテナ。
- 移動プラットホーム上で用いるよう適合された反射アンテナを形成するための方法であって、前記方法は、
軸心にアパーチャを有する主反射器を前記移動プラットホームの外側に配置するステップと、
前記主反射器の前方に間隔を空けて副反射器を配置するステップと、
給電ホーンを、前記給電ホーンの第1の部分が前記主反射器の前方に突き出、前記給電ホーンの第2の部分が前記主反射器の後方に突き出るように前記アパーチャ内に配置するステップと、
変換器を用いて、前記給電ホーンが受信する信号を垂直偏波信号と水平偏波信号とに分割するステップと、
2つのチャネルを形成するために第1のアンテナ信号処理サブシステムを用いて、前記変換器との間で伝達される前記垂直偏波信号と前記水平偏波信号とを処理するステップと、
前記移動プラットホームの内側に配置され、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムと通信する第2のアンテナ信号処理サブシステムを用いて、伝送サブシステムおよび受信サブシステムを形成するステップとを含み、前記伝送サブシステムは、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムに送られている伝送信号を位相偏移させかつ増幅するよう動作可能であり、前記受信サブシステムは、前記第1のアンテナ信号処理サブシステムから受信されている受信信号をフィルタするよう動作可能であり、前記方法はさらに、
前記移動プラットホームの前記外面上に配置されるロータリジョイントを用いて、前記伝送信号および前記受信信号の双方向通信のために前記第1のアンテナ信号処理サブシステムと前記第2のアンテナ信号処理サブシステムとを結合するステップを含む、方法。
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