JP6434816B2 - アンテナ装置、受信装置、及び反射鏡アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、右旋及び左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ平面型のアンテナ装置、このアンテナ装置を備えた受信装置、及びこのアンテナ装置を給電素子とした反射鏡アンテナ装置に関する。

従来、円偏波の送受信を可能とする平面型のアンテナ装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。

非特許文献１の技法では、併設する円状の２枚の導体平板のうち片方の導体平板上にハの字型スロットが複数個所に設けられ、各ハの字型スロットは、円状の導体平板の径方向に対して、導体平板の中心に近い方からそれぞれ異なる向きに４５°の角度を為す第１スロットと第２スロットが形成され、これにより第２スロットが第１スロットに対して９０°の位相差を持つよう径方向にシフトさせた配置となっている。

そして、導体平板の径方向に電流が流れることにより、各ハの字型スロットは、空間的及び時間的に直交する電波を放射可能となり、その合成波は一旋回方向の円偏波となる。そして、１つのハの字型スロットを１つの放射素子とみなして各放射素子が互いに同相となるよう複数配置することで平面アレイを構成し、一旋回方向の円偏波の送受信を可能とする平面型のアンテナ装置を構成している。

また、例えば人工衛星のように太陽電池とアンテナ装置の両方を取り付ける必要がある場合、アンテナ装置において太陽電池セルを併設する技法が知られている。

例えば、太陽電池による電力発生とアンテナ装置による電波放射を可能とするために、円偏波用のクロススロットを有する太陽電池モジュールを形成したアンテナ装置（例えば、非特許文献２参照）や、正方形状のマイクロストリップパッチの外周縁部に沿う有効電波放射領域を除くアンテナ表面上とマイクロストリップパッチの縁からわずかに距離をおいて位置する誘電体基板上に、太陽電池セルを貼り付けて形成するアンテナ装置（例えば、特許文献１参照）が開示されている。

尚、本願明細書中、太陽電池の基本単位となる太陽電池素子そのものを「太陽電池セル」と称し、太陽電池セルを所定数配列してパッケージ化したものを「太陽電池モジュール」と称し、太陽電池モジュールを所定数並べて接続したものを「太陽電池アレイ」と称し、これらを区別なく総括して述べるときは単に「太陽電池」と称することとする。

ところで、近年においては、通信・放送などの用途において大容量の情報を伝送するために、１つのアンテナ装置において、右旋と左旋偏波を共用することが求められている。

特開平７−１５２３０号公報

後藤、山本、"ラジアル線路を用いた円偏波スロットアンテナ"、信学技報、AP80-57，pp.43-48，Aug. 1980 S. Vaccaro, J.R. Mosig and P. de Maagt, "Two Advanced Solar Antenna "SOLANT" Designs for Satellite and Terrestrial Communications", IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 51, NO. 8, AUGUST 2003

前述したように、近年においては、通信・放送などの用途において大容量の情報を伝送するために、１つのアンテナ装置において、右旋と左旋偏波を共用することが求められている。

また、円偏波のアンテナ装置を通信・放送などの受信装置に適用する際に、非常災害などによる停電時においても、太陽電池により発電した電力を用いることができるよう構成し、通信・放送によるサービスを継続して利用できるようにする技法が望まれる。

しかしながら、従来技術の非特許文献１による技法では、ハの字型スロットを同相となるよう複数配置することで平面アレイを構成しているため、円偏波を発生することは可能であるが右旋と左旋円偏波を共用することはできない。

また、従来技術の非特許文献２による技法においても、太陽電池モジュールに設けたクロススロットに対してマイクロストリップ線路により給電し、平面アレイを構成しており、円偏波を発生することは可能であるが右旋と左旋円偏波を共用することはできない。

また、従来技術の特許文献１による技法では、円偏波を発生することが可能な形態を例示しているが、アレイ状に配列して１つのアンテナ装置を構成する際に、右旋と左旋偏波を共用可能とする工夫について開示されていない。

従って、従来技術により、右旋と左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ平面型のアンテナ装置を構成するのは困難である。

特に、特許文献１による技法では、正方形状のマイクロストリップパッチを構成するため、太陽電池セルを配置する際に、誘電体基板上のマイクロストリップパッチの外周縁部に沿う有効電波放射領域を除く必要がある。このため、例えば非特許文献１，２のスロット構造のアンテナ装置に比べ太陽電池を配置する面積が小さくなり、アレイ状に配列するときの発電効率に関して改善すべき課題が生じる。

また、従来技術の特許文献１及び非特許文献２による技法では、太陽電池による電力発生と円偏波による電波放射を可能とするアンテナ装置を構成する点は開示されているが、例えば人工衛星のように太陽電池とアンテナ装置の両方を取り付ける必要性に鑑みて為されている。しかしながら、非常災害などによる停電時においても、太陽電池により発電した電力を用いることができるよう円偏波のアンテナ装置を適用して受信装置を構成することや、反射鏡アンテナ装置の給電素子に円偏波の平面型のアンテナ装置を適用する点について示唆する記載はない。

本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、右旋及び左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ平面型のアンテナ装置、このアンテナ装置を備えた受信装置、及びこのアンテナ装置を給電素子とした反射鏡アンテナ装置を提供することにある。

本発明では、１つのアンテナ装置において、右旋と左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ単素子のクロススロットアンテナを構成し、好適には効率よくアレイ状に配置する。そして、本発明では、右旋円偏波用と左旋円偏波用の各単素子のクロススロットアンテナの配列を、それぞれ９０度の回転対称で規則的な構造とする。これにより、広い帯域において、良好な円偏波を発生することができるアンテナ装置とする。

更に、単素子のクロススロットアンテナを塞がないよう、且つ複数の単素子のクロススロットアンテナ間に設置効率よく太陽電池セルを配列する。これにより太陽電池モジュール又は太陽電池アレイを構成し、効率よく発電することができる機能を持つアンテナ装置とする。

また、本発明の受信装置は、本発明に係るアンテナ装置を備え、太陽電池で発電した電力を用いて付設した受信機や通信装置などに給電する機能を具備する。これにより、非常災害などによる停電時においても、受信装置は、太陽電池により発電した電力を用いることができるようになる。

また、本発明の反射鏡アンテナ装置は、本発明に係るアンテナ装置を反射鏡に対する給電素子として構成する。これにより、反射鏡アンテナ装置を構成することができる。

即ち、本発明の反射鏡アンテナ装置は、右旋及び左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ平面型のアンテナ装置であって、クロススロットを形成した導体板を一面側に有し、互いに対向する一対のマイクロストリップ線路を設けた誘電体基板を他面側に有し、前記誘電体基板上に前記クロススロットを囲む範囲でキャビティが設置された単素子のクロススロットアンテナを備え、前記一対のマイクロストリップ線路の各々が前記クロススロットに対して２箇所で給電する２つの給電部と２つのポートとを接続するハイブリッド回路を有し、該２つのポートのいずれか一方からの給電により前記２つの給電部の各給電位相として９０度の位相差が生じるよう構成したことを特徴とする。

また、本発明の反射鏡アンテナ装置において、前記単素子のクロススロットアンテナを、当該一対のマイクロストリップ線路の向きが交互に直交するよう規則的に複数配列し、隣接する当該単素子のクロススロットアンテナにおける対向するマイクロストリップ線路の２つのポートのうち一方のポートをそれぞれ位相差給電回路により接続して給電位相として９０度の位相差がつくよう構成したことを特徴とする。

また、本発明の反射鏡アンテナ装置において、前記単素子のクロススロットアンテナが縦横に９０度の回転対称で規則的に複数配列され、前記位相差給電回路に対する給電ポートにおける給電位相が、同一偏波の隣り合う単素子のクロススロットアンテナの給電ポート間の位相差を１８０度とし、交互に０度と１８０度を繰り返すよう構成されていることを特徴とする。

また、本発明の反射鏡アンテナ装置において、前記複数配列される単素子のクロススロットアンテナの各クロススロット間で前記導体板上に太陽電池セルが設けられていることを特徴とする。

更に、本発明の受信装置は、本発明のアンテナ装置と、前記太陽電池セルにより発電した電力を給電可能に構成し、前記アンテナ装置を介して得られる右旋、又は左旋、或いは右旋と左旋の円偏波で伝送された無線周波信号を受信してデジタル信号を生成する受信機と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記太陽電池セルにより発電した電力を給電可能に構成し、所定の通信網を経て前記デジタル信号を通信可能とする通信装置を更に備えることを特徴とする。

また、本発明の受信装置において、前記通信装置は、前記所定の通信網に接続される他の地点に設置された別の当該受信装置に対して当該受信して生成したデジタル信号に関する欠損部分をリクエストする機能と、当該リクエストした別の受信装置から当該欠損部分に関するデジタルデータを受信し、当該受信したデジタル信号に対して補完する機能とを有することを特徴とする。

更に、本発明の反射鏡アンテナ装置は、本発明のアンテナ装置を反射鏡の給電素子として構成したことを特徴とする。

本発明によれば、右旋と左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ平面型のアンテナ装置を構成することができ、広い帯域において、良好な円偏波を発生することができる。また、本発明によれば、効率よく発電することができる機能を持つアンテナ装置を構成することができる。

更に、本発明の受信装置によれば、具備する太陽電池により発電した電力を用いて、非常災害などにより停電した場合でも、通信や放送などの受信機や通信装置に給電し、サービスを継続して利用することが可能となる。また、本発明の受信装置を例えば遠隔地で複数設置することで、降雨減衰等の影響により、衛星放送が受信できない場合には、他の地点に設置された別の受信装置に欠損部分のリクエストを行って取得し、欠損部分を補完することができる。

更に、本発明の反射鏡アンテナ装置によれば、本発明のアンテナ装置で給電素子を構成することができる。

（Ａ）,（Ｂ）は、それぞれ本発明による一実施形態のアンテナ装置における単素子のクロススロットアンテナについて前面及び背面から見た際の概略構成を示す斜視図である。 本発明による一実施形態のアンテナ装置における単素子のクロススロットアンテナの側面断面図である。 本発明による一実施形態のアンテナ装置における単素子のクロススロットアンテナの給電構造を示す平面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明による一実施形態のアンテナ装置として、単素子のクロススロットアンテナを縦横８×８の個数で配列して構成し、前面及び背面から見た際の概略構成を示す平面図である。 本発明による一実施形態のアンテナ装置における隣接する４つの単素子のクロススロットアンテナの一対のマイクロストリップ線路の一方に給電する位相差給電回路を示す部分拡大図である。 本発明による一実施形態のアンテナ装置として、単素子のクロススロットアンテナを縦横３×３の個数で配列して構成し、背面から見た際の概略構成を示す平面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明による一実施形態のアンテナ装置として、単素子のクロススロットアンテナを縦横３×３の個数で配列して構成し、異なる給電ポートで給電する際の、右旋円偏波時と左旋円偏波時の放射パターン（アンテナパターン）を示す特性図である。 本発明による一実施形態の受信装置の構成と、この受信装置を複数設置した際の説明図である。 本発明による一実施形態の反射鏡アンテナ装置の概略構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明による一実施形態のアンテナ装置、受信装置、及び反射鏡アンテナ装置についてそれぞれ説明する。

〔アンテナ装置〕
図１乃至図７を参照して詳細に説明するが、本発明による一実施形態のアンテナ装置１０は、右旋と左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ単素子のクロススロットアンテナ１を備えるよう構成される。そして、本発明による一実施形態のアンテナ装置１０は、単素子のクロススロットアンテナ１を複数配列して構成することができ、単素子のクロススロットアンテナ１の導体板２の表面に太陽電池セル７が設けられる。

まず、図１及び図２を参照して、基本となる単素子のクロススロットアンテナ１の構造を説明する。図１（Ａ）,（Ｂ）は、それぞれ本発明による一実施形態のアンテナ装置１０における単素子のクロススロットアンテナ１について前面及び背面から見た際の概略構成を示す斜視図である。図２は、単素子のクロススロットアンテナ１の側面断面図である。

図１及び図２に示すように、単素子のクロススロットアンテナ１は、クロススロット３が形成される前面の導体板（グランド板）２、誘電体基板４、及び背面のマイクロストリップ線路５の３層と、背面側への電波放射を防ぐためのキャビティ６により構成されている。金属製の導体板２の表面に形成されるクロススロット３は、約１／２波長の長さの２つのスロットをその中心で９０度回転させた状態に設けられている。そして、キャビティ６はクロススロット３を囲む範囲で、マイクロストリップ線路５が形成された誘電体基板４上に設けられ、マイクロストリップ線路５とキャビティ６が接触しないように、キャビティ６とマイクロストリップ線路５との間には空隙６ａが設けられている。

次に、図３を参照して、基本となる単素子のクロススロットアンテナ１の給電部の構造を説明する。図３は、単素子のクロススロットアンテナ１の給電部５ｂ‐１，５ｂ‐２，５ｂ‐３，５ｂ‐４の給電構造を示す平面図である。単素子のクロススロットアンテナ１における誘電体基板４上には、互いに対向するように一対のマイクロストリップ線路５が形成される。図示下方に示すマイクロストリップ線路５は、２つの給電部５ｂ‐１，５ｂ‐２と、２つのポート５ａ‐１，５ａ‐２と、これらの給電部５ｂ‐１，５ｂ‐２、及びポート５ａ‐１，５ａ‐２を接続するハイブリッド回路５ｃとを有するよう構成されている。同様に、図示上方に示すマイクロストリップ線路５は、２つの給電部５ｂ‐３，５ｂ‐４と、２つのポート５ａ‐３，５ａ‐４と、これらの給電部５ｂ‐３，５ｂ‐４、及びポート５ａ‐３，５ａ‐４を接続するハイブリッド回路５ｃとを有するよう構成されている。

このように、マイクロストリップ線路５にはクロススロット３を構成する２つのスロットに給電用の各ポート５ａ‐１，５ａ‐２，５ａ‐３，５ａ‐４を介して給電するための線路（給電部５ｂ‐１，５ｂ‐２，５ｂ‐３，５ｂ‐４）が設けられる。後述するが、太陽電池セル７は導体板２上の前面に、クロススロット３を塞がないように配置される。太陽電池セル７は、シリコン系（単結晶、多結晶、アモルファスシリコンなど）と化合物系（ＧａＡｓ等）など、多くの種類があるが、いずれも数百μｍｍ程度の薄膜状であり、クロススロット３を塞がないように配置すれば電気性能に与える影響を小さくして利用可能である。従って、薄膜状の太陽電池であれば任意の種類を利用でき、クロススロット３を塞がないように配置すれば、導体板２上の表面の面積を有効に活用して発電効率を向上させることができる。

また、ハイブリッド回路５ｃにより、例えば第１ポート（図示５ａ‐１）から給電した場合には、第１ポート（図示５ａ‐１）に近いクロススロット３のスロット（給電部５ｂ‐１）への給電位相を０度とすると、第１ポート（図示５ａ‐１）から遠いスロット（給電部５ｂ‐２）には９０度遅れた位相で給電することができる。このため、左旋円偏波を発生させることができる。

一方、ハイブリッド回路５ｃにより、第３ポート（図示５ａ‐３）に近いクロススロット３のスロット（給電部５ｂ‐３）への給電位相を０度として給電すると、第３ポート（図示５ａ‐３）から遠いスロット（給電部５ｂ‐４）には９０度遅れた位相で給電することができる。このため、右旋円偏波を発生させることができる。

即ち、一対のマイクロストリップ線路５において、それぞれのハイブリッド回路５ｃに接続される各ポートを介して給電する給電位相を反転することで、左旋円偏波と右旋円偏波を共用に発生させることができる。

また、第１ポート（図示５ａ‐１）を０度とし、第３ポート（図示５ａ‐３）を１８０度となるように位相を反転させて給電すると、放射される円偏波の対称性が向上し、放射パターンなどの電気特性を向上させることができる。尚、各給電部５ｂ‐１，５ｂ‐２，５ｂ‐３，５ｂ‐４と、各ハイブリッド回路５ｃを整合させるため、スタブ５ｄを設けて電気特性（即ち、インピーダンスマッチング）の調整を実施するのが好適である。

次に、図４を参照して、単素子のクロススロットアンテナを縦横８×８の個数で配列しアンテナ装置１０を構成する例を説明する。図４（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明による一実施形態のアンテナ装置１０として、単素子のクロススロットアンテナ１を縦横８×８の個数で配列し前面及び背面から見た際の概略構成を示す平面図である。

図４（Ａ）に示すように、前面の導体板２にはクロススロット３が設けられており、クロススロット３を塞がないように太陽電池セル７がほぼ隙間なく配置されている。背面から見ると、図４（Ｂ）に示すように、同一構造の単素子のクロススロットアンテナ１を交互に９０度回転させて配置してある。このように配置することで、各単素子のクロススロットアンテナ１を連続的に配置することができ、隣接する４つの単素子のクロススロットアンテナ１の間には、９０度ずつの位相差となるように４つの単素子のクロススロットアンテナ１におけるマイクロストリップ線路５の給電部に給電するための位相差給電回路５ｅが設けられている。

このように単素子のクロススロットアンテナ１を一対のマイクロストリップ線路５の向きが交互に直交するよう縦横に９０度の回転対称で規則的に配置することにより、右旋円偏波ポート（右旋円偏波の給電ポート）と左旋円偏波ポート（左旋円偏波の給電ポート）を一列に並べて配置することができる。このとき、同一偏波の隣り合う単素子のクロススロットアンテナ１の給電ポート間の位相差は位相差給電回路５ｅにより１８０度となり、交互に０度と１８０度を繰り返すよう単素子のクロススロットアンテナ１が規則的に配列されている。この位相差給電回路５ｅの詳細を図５に示している。図５は、隣接する４つの単素子のクロススロットアンテナ１の一対のマイクロストリップ線路５の一方に給電する位相差給電回路５ｅの部分拡大図である。

図５に示す位相差給電回路５ｅは、右旋円偏波用であり、背面側から見て反時計回りに９０度ずつ位相差がつくように、１つの給電ポート５ｇから、隣接する各単素子のクロススロットアンテナ１における対向するマイクロストリップ線路５の２つのポートのうち一方のポート５ｆ‐１〜５ｆ‐４にそれぞれ給電できるようになっている。左旋円偏波の位相差給電回路５ｅは、図５に示す例に対して鏡像の関係となるので、反時計回りに位相差がつくことになる。図５に示すポート５ｆ‐１〜５ｆ‐４は、それぞれ隣接する４つの単素子のクロススロットアンテナ１の各々について、図３に示すポート５ａ‐２，５ａ‐４，５ａ‐４，５ａ‐２に対応する。

より具体的には、例えば図５に示すように各単素子のクロススロットアンテナ１の一対のマイクロストリップ線路５のうち一方を四方に隣接させ、隣接するマイクロストリップ線路５のポート５ｆ‐１〜５ｆ‐４を位相差給電回路５ｅにより接続し、１つのポート５ｇから各ポート５ｆ‐１〜５ｆ‐４の位相を９０度ずつ遅らせて給電することが可能となる。図５に示す例では、位相差給電回路５ｅを中心に点対称で配置される接続ポート間（５ｆ‐１，５ｆ‐３間又は５ｆ‐２，５ｆ‐４間）の位相値を１８０度とし、右旋円偏波用に右旋回で９０度ずつ位相差がつくようにしている。尚、各ポート５ｆ‐１〜５ｆ‐４では、等振幅で電力を分配するよう点対称で配置されるポート（５ｆ‐１と５ｆ‐３、或いは５ｆ‐２と５ｆ‐４）に対して同一構造のマッチング線路（破線で囲む凸状線路）が形成されている。また、スタブ５ｄを設けて電気特性（即ち、インピーダンスマッチング）の調整を実施するのが好適である。

本発明の理解を高めるために、縦横３×３の個数で単素子のクロススロットアンテナ１を配列して構成したアンテナ装置１０を図６に示す。図６は、本発明による一実施形態のアンテナ装置１０として、単素子のクロススロットアンテナ１を縦横３×３の個数で配列して構成し、背面から見た際の概略構成を示す平面図である。端部に位置する単素子のクロススロットアンテナ１のうち給電を必要としないマイクロストリップ線路５の形成は無くしている。これは、電気性能に悪い影響を与えるのを防止するためであり、図４に示す例でも同様である。

図６に示すアンテナ装置１０は、図示するように、右旋円偏波の位相差給電部５ｅと左旋円偏波の位相差給電部５ｅは鏡像の関係となっている。そして、各位相差給電部５ｅに対して４つの給電ポート５ｇ‐１〜５ｇ‐４が設けられている。このアンテナ装置１０の放射パターン（アンテナパターン）を図７に示す。

図７（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ図６に示すアンテナ装置１０にて異なる給電ポートで給電する際の右旋円偏波（ＲＨＣ）と左旋円偏波（ＬＨＣ）の放射パターン（アンテナパターン）を示す特性図である。図７（Ａ），（Ｂ）において、横軸は方位角を示し、縦軸は電力振幅を示している。

図７（Ａ）に示すように、図６に示した第１給電ポート５ｇ‐１と第３給電ポート５ｇ‐３に位相差が１８０度となるように同振幅で給電すると右旋円偏波が発生し、図７（Ｂ）に示すように、図６に示した第２給電ポート５ｇ‐２と第４給電ポート５ｇ‐４に位相差が１８０度となるように同振幅で給電すると、左旋円偏波が発生する。

従って、本発明に係るアンテナ装置１０によれば、右旋と左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ平面型のアンテナ装置を構成することができ、広い帯域において、良好な円偏波を発生することができる。

また、単素子のクロススロットアンテナを塞がないよう、且つ複数の単素子のクロススロットアンテナ間に設置効率よく薄膜状の太陽電池セル７を配列するため、効率よく発電することができる機能を持つアンテナ装置を構成することができる。

〔受信装置〕
次に、図８を参照して、本発明による一実施形態の受信装置２０の構成を説明する。図８は、本発明による一実施形態の受信装置２０の構成と、この受信装置２０を複数設置した際の説明図である。説明の便宜のため、同一構造の個々の受信装置２０について、その参照番号を２０-１〜２０-Ｎ（Ｎは２以上の整数）とする。

複数の受信装置２０-１〜２０-Ｎの各々は、それぞれ本発明に係るアンテナ装置１０と、充電池１１と、受信機１２と、通信装置１３とを備えている。

アンテナ装置１０は、前述した図４及び図６に示すように、右旋及び左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つよう構成され、このアンテナ装置１０の表面に太陽電池セル７が設けられ、各太陽電池セル７を所定数配列して太陽電池モジュール又は太陽電池アレイが構成される。そして、この太陽電池モジュール又は太陽電池アレイで発電した電力を充電池１１に蓄電可能に構成されている。

充電池１１に蓄電された電力は、受信機１２及び通信装置１３に給電可能に構成される。

アンテナ装置１０は、右旋又は左旋、或いは右旋偏波と左旋偏波を共用して伝送される無線周波信号（ＲＦ信号）を受信して、給電ポート５ａを経て受信機１２に出力する。

受信機１２は充電池１１から給電可能に構成され、具備する復調器及び復号器により、所定の符号化変調方式に基づいて復調・復号して伝送されるデジタル信号を復元し、通信装置１３に出力する。

通信装置１３は充電池１１から給電可能に構成され、デジタル信号を例えば屋内の受像機へと出力する機能と、所定の通信形式（例えばＴＣＰ/ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）形式）で有線又は無線で通信網（例えば、インターネット等）と接続し、例えば遠隔地に設置される他の受信装置２０との通信機能を有する。

通信装置１３と受像機との通信は、例えば上記のＴＣＰ/ＩＰ形式のパケットで通信するよう構成してもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）などを用いた専用通信で通信するよう構成してもよい。

そして、このような受信装置２０は、アンテナ装置１０をスマートフォン等の携帯端末に具備させることで構成することもできる。即ち、アンテナ装置１０を介してスマートフォン等の携帯端末の充電に利用することや、通信網を介して受信したデジタル信号の送信を行うことができるようになる。これにより、非常災害等により停電した場合でもアンテナ装置１０の表面に具備される太陽電池により発電した電力を用いて動作することができ、例えば衛星放送による情報の取得・送信を行うことが可能となる。

また、通信装置１３における他の受信装置２０との通信機能は、他の地点に設置された別の受信装置２０に対して、当該受信したデジタル信号に関する欠損部分をリクエストする機能と、当該リクエスト対象の受信装置２０から当該欠損部分に関するデジタルデータを受信し、欠損していたデジタル信号に対して補完する機能とを有する。そして、通信装置１３における他の受信装置２０との通信機能は、他の地点に設置された別の受信装置２０からの当該欠損部分に関するリクエストを受け付け、蓄積保持しているか否かを探索して判別し、蓄積保持していれば当該リクエストに対するレスポンスとして当該欠損部分に関するデジタルデータを返信し、蓄積保持していなければ当該リクエストに対するレスポンスとして当該欠損部分に関するデジタルデータを保持していない旨を返信する機能を有する。本例に係るデジタル信号は、通信可能な任意の信号形式で構成することができるが、例えばＭＰＥＧ−２ ＴＳ（Motion Pictures Expert Group 2 Transport Stream）上で予め定めたサイズのＴＳパケットに分割して扱うことができ、所定の通信網で通信するときは、ＴＳパケットをＩＰパケットに収納することができる。ＴＳパケットは、ＴＳヘッダと、コンテンツの映像データ・音声データなどを格納するための本体部とを含む。ＴＳヘッダには、タイムラインのうち先頭（コンテンツの開始）から何番目のパケットであるかを特定し、且つ、各ＴＳパケットの本体部のデータを同期再生するために参照される基準時刻情報が含まれている。このため、このＴＳヘッダの記載を基に当該欠損部分に関するリクエスト（或いはレスポンス）を形成することで当該欠損部分を特定することができる。

これにより、例えば通信又は放送の衛星からのＲＦ信号を受信するよう受信装置２０を構成した際に、降雨減衰等の影響により、衛星からのＲＦ信号が受信できずデジタル信号に欠損部分がある状態で復元される場合に、他の地点に設置された別の受信装置２０に対して当該欠損部分に関するリクエストを行い、この他の地点に設置された別のアンテナ装置２０が同じデジタル信号を受信し蓄積していれば、このリクエスト対象の受信装置２０から欠損部分に関するデジタルデータを取得して補完することができる。

〔反射鏡アンテナ装置〕
次に、図９を参照して、本発明による一実施形態の反射鏡アンテナ装置３０を説明する。図９は、本発明による一実施形態の反射鏡アンテナ装置３０の概略構成を示す斜視図である。反射鏡アンテナ装置３０は、本発明に係るアンテナ装置１０と、反射鏡１５を備える。反射鏡１５は、例えば通信又は放送の衛星からの電波を受信してアンテナ装置１０に給電放射するよう構成され、アンテナ装置１０はその給電素子として構成される。この給電素子には、増幅器や通信インターフェース等の機能部を具備させることができる。

以上、特定の実施形態の例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上述の例では、特定個数の単素子のクロススロットアンテナ１を縦横にアレイ状に配列した例を説明したが、単素子のクロススロットアンテナ１の１つのみでアンテナ装置１０を構成してもよいし、用途によってその個数を適宜定めて一列のアレイ状に配列した構成とすることもできる。また、アンテナ装置１０を略四角形状で構成する例を説明したが、円形などの他の形状でもよい。

本発明によれば、右旋及び左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ平面型のアンテナ装置を構成できるので、右旋及び左旋円偏波の両方を送信、又は受信する用途に有用である。

１ 単素子のクロススロットアンテナ
２ 導体板（グランド板）
３ クロススロット
４ 誘電体基板
５ マイクロストリップ線路
５ａ-１，５ａ-２，５ａ-３，５ａ-４ ポート
５ｂ-１，５ｂ-２，５ｂ-３，５ｂ-４ 給電部
５ｃ ハイブリッド回路
５ｄ スタブ
５ｅ 位相差給電回路
５ｆ-１，５ｆ-２，５ｆ-３，５ｆ-４ ポート
５ｇ，５ｇ-１，５ｇ-２，５ｇ-３，５ｇ-４ 給電ポート
６ キャビティ
６ａ 空隙
１０ アンテナ装置
１１ 充電池
１２ 受信機
１３ 通信装置
１５ 反射鏡
２０，２０-１，２０-１，２０-Ｎ 受信装置

Claims (8)

1. 右旋及び左旋円偏波の両方を送受信可能な構造を持つ平面型のアンテナ装置であって、
   クロススロットを形成した導体板を一面側に有し、互いに対向する一対のマイクロストリップ線路を設けた誘電体基板を他面側に有し、前記誘電体基板上に前記クロススロットを囲む範囲でキャビティが設置された単素子のクロススロットアンテナを備え、
   前記一対のマイクロストリップ線路の各々が前記クロススロットに対して２箇所で給電する２つの給電部と２つのポートとを接続するハイブリッド回路を有し、該２つのポートのいずれか一方からの給電により前記２つの給電部の各給電位相として９０度の位相差が生じるよう構成したことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記単素子のクロススロットアンテナを、当該一対のマイクロストリップ線路の向きが交互に直交するよう規則的に複数配列し、隣接する当該単素子のクロススロットアンテナにおける対向するマイクロストリップ線路の２つのポートのうち一方のポートをそれぞれ位相差給電回路により接続して給電位相として９０度の位相差がつくよう構成したことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記単素子のクロススロットアンテナが縦横に９０度の回転対称で規則的に複数配列され、前記位相差給電回路に対する給電ポートにおける給電位相が、同一偏波の隣り合う単素子のクロススロットアンテナの給電ポート間の位相差を１８０度とし、交互に０度と１８０度を繰り返すよう構成されていることを特徴とする、請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記複数配列される単素子のクロススロットアンテナの各クロススロット間で前記導体板上に太陽電池セルが設けられていることを特徴とする、請求項３に記載のアンテナ装置。
5. 請求項４に記載のアンテナ装置と、
   前記太陽電池セルにより発電した電力を給電可能に構成し、前記アンテナ装置を介して得られる右旋、又は左旋、或いは右旋と左旋の円偏波で伝送された無線周波信号を受信してデジタル信号を生成する受信機と、
   を備えることを特徴とする、受信装置。
6. 前記太陽電池セルにより発電した電力を給電可能に構成し、所定の通信網を経て前記デジタル信号を通信可能とする通信装置を更に備えることを特徴とする、請求項５に記載の受信装置。
7. 前記通信装置は、前記所定の通信網に接続される他の地点に設置された別の当該受信装置に対して当該受信して生成したデジタル信号に関する欠損部分をリクエストする機能と、当該リクエストした別の受信装置から当該欠損部分に関するデジタルデータを受信し、当該受信したデジタル信号に対して補完する機能とを有することを特徴とする、請求項６に記載の受信装置。
8. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のアンテナ装置を反射鏡の給電素子として構成したことを特徴とする反射鏡アンテナ装置。