專利名稱：天線裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于衛(wèi)星通信系統的地面站的、可同時捕捉跟蹤多個通信的軌道衛(wèi)星的天線裝置。
目前，在地球上發(fā)射了約200個通信軌道衛(wèi)星，不管在地球上的哪個地點，都可以與至少多顆衛(wèi)星進行通信。作為利用這些通信軌道衛(wèi)星的衛(wèi)星通信系統，提出了銥星系統和空間橋梁系統，并且正在推進其實用化的開發(fā)。
在處于這種衛(wèi)星通信系統時，由于軌道衛(wèi)星約10分鐘左右就會通過天空，所以為了使用地面站進行連續(xù)通信，必須不斷更換通信端的衛(wèi)星。因此，在地面站中，準備多個可捕捉和跟蹤通信軌道衛(wèi)星的天線裝置，一個天線裝置跟蹤一個衛(wèi)星，在與該衛(wèi)星通信期間，其它天線裝置就開始進行其它軌道衛(wèi)星的捕捉和跟蹤，在不能進行與前面的衛(wèi)星的通信之前，更換通信端。
其中，捕捉和跟蹤軌道衛(wèi)星的以往的天線裝置把拋物線型和相控陣型的天線部分安裝在可繞方位軸旋轉、可繞升高軸旋轉的驅動控制機構上，利用該驅動控制機構，通過使天線部分與通信端的衛(wèi)星動作一致轉動，以便天線波束被定向在衛(wèi)星方向上。
在上述衛(wèi)星通信系統中，作為地面站設備，使用多個上述天線裝置，但必須把各個天線裝置按相互沒有天線波束阻斷那樣來配置。例如，在配置帶有各自直徑45cm的圓形反射鏡的兩個拋物面天線裝置的情況下，在水平方向上相互地形成波束時，為了沒有阻斷，必須距離約3m左右來配置。
于是，要設置多個天線裝置來說，必須有寬大的場地空間，難以設置在一般家庭場地和房屋上。因此，在衛(wèi)星通信系統的應用開始時，為了廣泛地普及至一般家庭，期望提供可以進行多個通信衛(wèi)星的跟蹤，并且緊湊可以設置在比較小的場地空間內的天線裝置。此外，在這種天線裝置的制造中，還期望提供容易進行其制作、組裝的方法。
如上所述，在以往的用于軌道衛(wèi)星捕捉和跟蹤的天線裝置中，由于只能跟蹤一顆衛(wèi)星，所以在同時捕捉和跟蹤多個通信軌道衛(wèi)星的情況下，使用多個天線裝置。這種情況下，必須把各天線裝置隔離設置，使相互不阻塞，在設置上需要寬大的空間。因此，為了廣泛地普及衛(wèi)星通信系統，期望提供可進行多個通信軌道衛(wèi)星的捕捉和跟蹤，并且緊湊可設置在比較小的場地的天線裝置。此外，在這種天線裝置的制造中，還期望有使其制作、組裝容易的方法。
為了實現上述期望，本發(fā)明的目的在于提供可以進行多個通信軌道衛(wèi)星的捕捉和跟蹤，并且緊湊可以設置在比較小的場地空間上的天線裝置。而且，提供使其制作、組裝容易，并且電特性良好的方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的天線裝置的特征在于，包括配有形成電波束的天線元件的多個收發(fā)模塊；把所述電波束聚焦在所述天線元件上的球面透鏡；和保持部分，固定所述收發(fā)模塊，使所述天線元件大致距所述球面透鏡的中心有一定的間隔，可沿該球面透鏡移動。
按照上述結構，由于對一個球面透鏡配置多個收發(fā)模塊(多個天線元件)，所以可以跟蹤多個衛(wèi)星，并且可以設置在小空間上。
所述天線裝置最好還包括固定基座；旋轉基座，安裝在所述固定基座上，可繞通過所述球面透鏡中心的第一旋轉軸旋轉；和支撐部件，固定在所述旋轉基座上，支撐所述保持部分可繞與所述第一旋轉軸大致垂直的第二旋轉軸來旋轉。
這種情況下，可以防止在多個收發(fā)模塊的相互移動中產生干擾。特別在收發(fā)模塊為兩個的情況下，可以非常有效地避免在收發(fā)模塊的移動中產生干擾。
所述天線元件最好在所述收發(fā)模塊接近時可大致相鄰那樣配置在該收發(fā)模塊上。
所述支撐部件也可支撐所述球面透鏡。
所述保持部分具有至少將其一端軸支撐在所述支撐部件上的圓弧狀臂。
所述天線裝置最好還配有控制裝置，控制所述旋轉基座的繞所述第一旋轉軸的旋轉、所述保持部分的繞所述第二旋轉軸的旋轉和沿所述保持部分的所述收發(fā)模塊的移動。
所述天線裝置最好還配有與所述收發(fā)模塊連接的導線；所述導線從所述旋轉基座的所述第一旋轉軸附近向固定基座側延伸連接。
這種情況下，為了至少在所述旋轉基座和所述固定基座之間進行光信號傳送，所述導線的至少一部分由光信號傳送元件構成也可以。所述光信號傳送元件最好使用波長不同的光，可同時傳送多個信號。
所述天線裝置最好還配有保護所述收發(fā)模塊、所述球面透鏡和所述保持部分的天線罩。
這種情況下，天線裝置還配有安裝在所述天線罩上的固定所述球面透鏡的透鏡固定部件也可以。此外，所述球面透鏡利用所述天線罩來固定也可以。此外，期望所述天線罩由熱傳導率低的材質來構成。此外，期望所述天線罩有反射紅外線的層、光吸收層和隔熱層組成的三層結構。此外，在所述天線罩中，設有用紅外光區(qū)域的透過率比可見光透過率低的部件形成的窗也可以。
此外，本發(fā)明的確定天線裝置位置的控制方法所使用的天線裝置包括第一和第二收發(fā)模塊，配有形成各自電波束的天線元件；球面透鏡，把所述電波束聚焦在所述天線元件上；保持部分，固定所述收發(fā)模塊，以便所述天線元件大致距所述球面透鏡的中心有一定的間隔，可沿該球面透鏡移動；設有通過所述球面透鏡中心的可繞第一旋轉軸旋轉的旋轉基座；和支撐部分，這樣支撐所述保持部分，以便固定在所述旋轉基座上，可繞與所述第一旋轉軸大致垂直的第二旋轉軸旋轉；該方法對所述第一和第二收發(fā)模塊進行位置確定控制，以便所述天線元件可與空中的兩個衛(wèi)星位置分別對應，其特征在于，該方法包括輸入所述兩個衛(wèi)星的位置的步驟；根據輸入的兩個衛(wèi)星的位置，在通過所述球面透鏡的中心延伸的各軸線上，運算應該配置所述第一和第二收發(fā)模塊各自的天線元件的位置，以及所述第一和第二收發(fā)模塊的應該配置的位置的步驟；使所述旋轉基座旋轉，以便在包括所述第一和第二收發(fā)模塊應該配置的兩個位置和球面透鏡中心的第一假設平面和通過所述球面透鏡中心的與所述第一旋轉軸垂直的第二假設平面的交線上，可配置所述第二旋轉軸的步驟；和使所述保持部分繞所述第二旋轉軸旋轉，同時沿該保持部分使所述第一和第二收發(fā)模塊移動，把該第一和第二收發(fā)模塊配置在它們應該配置的位置上的步驟。
按照上述控制方法，可以在其移動中不產生干擾地使兩個收發(fā)模塊分別移動到與兩個衛(wèi)星的位置對應的位置上。
上述控制方法最好還包括搜索兩個衛(wèi)星中一個衛(wèi)星的位置變化后的位置的第一搜索步驟；根據按該第一搜索步驟搜索的一個衛(wèi)星位置變化后的位置和在第一搜索步驟的位置搜索前的另一衛(wèi)星的位置，運算出在通過球面透鏡中心延伸的各軸線上，應該配置兩個天線元件的每個、所述第一和第二收發(fā)模塊應該被配置的這兩個位置的步驟；為在包括所述第一和第二收發(fā)模塊應該配置的兩個位置和球面透鏡中心的第一假設平面和在所述球面透鏡中心的與所述第一旋轉軸垂直的第二假設平面的交線上，配置所述第二旋轉軸，使所述旋轉基座旋轉的步驟；使所述保持部分繞第二旋轉軸旋轉，同時沿該保持部分使第一和第二收發(fā)模塊移動，把第一和第二收發(fā)模塊配置它們應該配置的位置上的步驟；在兩個衛(wèi)星中搜索另一衛(wèi)星的位置變化后的位置的第二搜索步驟；根據按該第二搜索步驟搜索的另一個衛(wèi)星位置變化后的位置和在第一搜索步驟的位置搜索后的一個衛(wèi)星的位置，運算出在通過球面透鏡中心延伸的各軸線上，應該配置兩個天線元件的位置、所述第一和第二收發(fā)模塊接著應該被配置的位置的這兩個位置的步驟；使所述旋轉基座旋轉，以便在包括所述第一和第二收發(fā)模塊下次應該配置的兩個位置和球面透鏡中心的第一假設平面與垂直于所述第一旋轉軸的第二假設平面的交線上，可配置所述第二旋轉軸的步驟；使所述保持部分繞第二旋轉軸旋轉，同時沿該保持部分使第一和第二收發(fā)模塊移動，把第一和第二收發(fā)模塊配置它們應該配置的位置上的步驟。
或者，還包括搜索兩個衛(wèi)星的位置變化后的各自位置的復合搜索步驟；根據按復合搜索步驟搜索的二個衛(wèi)星位置變化后的位置，運算出在通過球面透鏡中心延伸的各軸線上，應該配置兩個天線元件的位置、第一和第二收發(fā)模塊應該被配置的位置的這兩個位置的步驟；使所述旋轉基座旋轉，在包括所述第一和第二收發(fā)模塊應該配置的兩個位置和球面透鏡中心的第一假設平面與垂直于所述第一旋轉軸的第二假設平面的交線上，配置所述第二旋轉軸的步驟；使所述保持部分繞第二旋轉軸旋轉，同時沿該保持部分使第一和第二收發(fā)模塊移動，把第一和第二收發(fā)模塊配置它們應該配置的位置上的步驟。
這種情況下，期望還配有把所述兩個天線元件和空中的兩個衛(wèi)星位置的對應關系相互交換的步驟。
此外，本發(fā)明的天線裝置配有球面透鏡，用于聚焦電波束；多個收發(fā)模塊和其支撐及可移動裝置，距該球面透鏡的下半球面大致一定間隔并相互獨立移動，在所述球面透鏡的中心方向形成電波束；和天線罩，至少覆蓋作為所述球面透鏡的電波束形成面的上半球表面；使發(fā)泡材料層介于中間來使所述球面透鏡和所述天線罩形成一體，利用所述天線罩來支撐所述球面透鏡。
按照該結構，由于在一個球面透鏡中可配置多個收發(fā)模塊，所以可以跟蹤多個通信衛(wèi)星，并且可以設置在小空間上，而且，由于在本體內不必設置球面透鏡的支撐器具，所以可以形成更緊湊的結構。而且，由于不需要球面透鏡的支撐器具，所以沒有支撐器具造成的電波束的散亂，直至低仰角都可以使電波束振蕩，實際上，可以使多個供電裝置的可移動范圍擴大至球面透鏡的半球下面的幾乎整個區(qū)域。
所述發(fā)泡材料是比球面透鏡的介電常數低的材質。由此，可以基本上沒有對電波束的影響。
在所述球面透鏡和發(fā)泡材料層之間、發(fā)泡材料層和天線罩之間的至少其中任何一方中，按比所述電波束的波長充分小的深度形成相互嵌合的多個凹部和凸部。按照該結構，對電波束不會產生影響，可以增大球面透鏡和發(fā)泡材料層之間、發(fā)泡材料層和天線罩之間的接合強度。
在上述天線裝置中，作為球面透鏡和天線罩的一體形成方法，在對所述球面透鏡和天線罩進行位置確定的狀態(tài)下，在兩者的空間中填充發(fā)泡材料。按照該方法，例如在設置場所，由于可以把球面透鏡和天線罩固定形成，所以各部件的可搬運性良好，組裝容易，現場的作業(yè)也容易。
作為組裝方法，在使天線罩處于相反的狀態(tài)下對球面透鏡進行位置確定后，填充發(fā)泡材料，在把球面透鏡和天線罩一體形成后，在本體預定位置上固定天線罩。按照該方法，填充作業(yè)變得容易。


圖1是表示本發(fā)明的天線裝置的第一實施例的示意性剖面圖。
圖2是說明用于圖1天線裝置的球面透鏡作用的示意性結構圖。
圖3A和圖3B是從球面透鏡側觀察圖1的收發(fā)模塊附近的示意性圖。
圖4是圖1的收發(fā)模塊的示意性剖面圖。
圖5是表示圖1的收發(fā)模塊的位置確定控制概要的斜視圖。
圖6是表示圖1的收發(fā)模塊的位置確定控制概要的流程圖。
圖7是表示本發(fā)明的天線裝置的第二實施例的示意性剖面圖。
圖8是表示本發(fā)明的天線裝置的第三實施例的示意性剖面圖。
圖9是表示本發(fā)明的天線裝置的第四實施例的示意性剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明的天線裝置的第五實施例的示意性剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明的天線裝置的第六實施例的示意性剖面圖。
圖12是表示本發(fā)明的天線裝置的第七實施例的斜視圖。
圖13是該實施例的局部剖面圖。
圖14A、圖14B是表示在各個實施例中使用的發(fā)泡材料層的形成方法的剖面圖。
圖15A、圖15B是說明提高各個實施例中使用的球面透鏡與發(fā)泡材料層的結合、天線罩與發(fā)泡材料層的結合的方法的剖面圖。
圖16A、圖16B是說明提高各個實施例中使用的球面透鏡與發(fā)泡材料層的結合的方法的剖面圖。
圖17A、圖17B是說明提高各個實施例中使用的球面透鏡與發(fā)泡材料層的結合的方法的剖面圖。
以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明的實施例。
圖1是表示本發(fā)明第一實施例的天線裝置50的結構示意性圖。圖1所示的天線裝置50包括在地面或建筑物上固定的大致圓形的固定基座32；可繞第一旋轉軸(方位軸)Y旋轉地安裝在固定基座32上的大致圓形的旋轉基座6；在第一旋轉軸Y上朝向中心那樣配置的球面透鏡1。
球面透鏡1由在其兩側通過球面透鏡1的達到與第一旋轉軸Y大致垂直的第二旋轉軸(升高軸)X的一對支撐部件固定在旋轉基座6上。一對支撐部件由平行于第一旋轉軸Y的直立支撐柱4、5和從支撐柱4、5向球面透鏡1側沿第二旋轉軸X延伸的支撐棒2、3來形成。
在本實施例中，在固定基座32上，按大致圓形在中央部分上方形成第一旋轉軸Y和帶有同軸突圓部分7c的固定臺7。另一方面，在旋轉基座6的下面?zhèn)龋纬膳c第一旋轉軸Y同軸、比突圓部分7c直徑大的突圓部分6c。而且，在突圓部分7c的外周，通過軸承8來嵌合旋轉基座6的突圓部分6c。在旋轉基座6和固定臺7的第一旋轉軸Y附近，分別形成導入導線的貫通孔6h、7h。
在突圓部分6c的外周側，與第一旋轉軸Y同軸地安裝旋轉齒輪9。旋轉齒輪9與傳送齒輪11螺合。傳送齒輪11可利用固定臺7和固定基座32之間的空間設置的旋轉電機10來旋轉。
在支撐棒2、3上，與球面透鏡1同心的、即距球面透鏡1的中心大致一定間隔延伸的圓弧狀臂12被可繞第二旋轉軸X旋轉地軸支撐。圓弧臂12與支撐棒2上第二旋轉軸X同軸安裝的傾角調整齒輪13結合。傾角調整齒輪13通過齒條15與旋轉基座6上設置的傾角調整電機14連接。
在圓弧狀壁12上，設有朝向球面透鏡1并且沿圓弧狀臂12可移動的兩個收發(fā)模塊20、23。另一方面，在固定臺7和固定基座32之間的空間中，設置控制裝置30。兩個收發(fā)模塊20、23和控制裝置30通過對收發(fā)模塊20、23供給電力并且進行各種信號收發(fā)的導線28來連接。控制裝置30通過圖中未示出的導線還與旋轉點饑10和傾角調整電機14連接。
與收發(fā)模塊20、23連接的導線28穿過旋轉基座6的通孔6h(第一旋轉軸Y附近)延伸至固定基座32側，穿過固定臺7的通孔7h達到控制裝置30。在通孔7h的內周側，為了避免因滑動導線28造成的損傷，設置由橡膠等彈性部件構成的固定襯套31。為了防止斷線的效果，導線28被螺旋狀地彎曲。
為了覆蓋可移動球面透鏡1、支撐柱4、5和圓弧狀臂12的區(qū)域，罩型蓋部件(以下，稱為天線罩)33與固定基座32接合。由此，將上述所有結構要素對外界密封。天線罩33由具有電波透過性并且熱電動率低的材質、例如樹脂來構成，另一方面，固定基座32由金屬等熱傳導率高的材質構成。
其中，球面透鏡1也被稱為球狀電介質透鏡，在同心的球面上層積構成電介質，可以把通過該電介質的大致平行的電波聚焦在一點上。
圖2是表示球面透鏡1作用的示意性圖。在圖2所示的情況下，球面透鏡1有四層結構，但電介質的層數不限于此。此外，一般來說，層積的電介質的各介電常數越靠外側就越低。
下面，使用圖3A、圖3B和圖4，詳細說明圓弧狀臂12和收發(fā)模塊20、23的關系。圖3A和圖3B是從球面透鏡1的中心側觀察的圓弧狀臂12的圖，圖4是圓弧狀臂12和收發(fā)模塊20的剖面?zhèn)让鎴D。
如圖3A、圖3B和圖4所示，圓弧狀臂12有圓弧狀的臂16、臂板16兩側設置的一對筒狀軌道17和在臂板16的內表面上鋪設的齒條傳動軌道18。
如圖4所示，收發(fā)模塊20有擔當電波束收發(fā)的天線元件26、擔當電波束處理的電路板20c、裝入電路板20c本體部分20a。電路板20c與導線28連接。
如圖3A、3B和圖4所示，在本體部分20a的臂板16側，設有與一對筒狀軌道17對接滑動的三個V字軸承19和驅動導向齒輪22的導向電機21。導向電機21通過電路板20c、導線28與控制裝置30連接。
如圖3A和3B所示，收發(fā)模塊23除了有天線元件27和本體部分23a以外，有與收發(fā)模塊20大致相同的結構。
如圖3A和3B所示，天線元件26、27被這樣配置，本體部分20a和本體部分23a在最接近時大致相鄰，在本體部分20a和本體部分23a的靠近端部附近彼此相對。
此外，控制裝置30與圖中未示出的主裝置連接，可輸入與衛(wèi)星位置有關的信息。
下面，使用圖5和圖6說明上述結構的天線裝置的作用。圖5是表示收發(fā)模塊的位置確定控制概要的斜視圖，圖6是表示收發(fā)模塊的位置確定控制概要的流程圖。
首先，把選擇的可通信的兩個衛(wèi)星41、42的大致位置s1、s2從主裝置輸入到控制裝置30(步驟11)。
如圖5所示，為了在從輸入的兩個衛(wèi)星位置s1、s2通過球面透鏡1的中心延伸的各軸線a1、a2上分別配置兩個收發(fā)模塊20、23，控制裝置30運算收發(fā)模塊20、23(更具體地說，是它們的天線元件26、27)應該配置的兩個位置P1、P2(步驟12)。
接著，控制裝置30驅動旋轉電機10使旋轉基座6旋轉，以便在包括收發(fā)模塊20、23應該配置的兩個位置P1、P2和球面透鏡1中心O的第一假設平面S與通過球面透鏡1中心O的垂直于旋轉基座6的第一旋轉軸Y的第二假設平面H的交線上可配置第二旋轉軸X(步驟13)。
繼續(xù)旋轉基座6的旋轉，或在旋轉基座6旋轉的同時，控制裝置30驅動仰角調整電機14，使圓弧狀臂12繞第二旋轉軸X旋轉，使圓弧狀臂12重合在位置P1、P2上(步驟14)。
繼續(xù)仰角調整電機14的驅動，或在仰角調整電機14的驅動同時，控制裝置30驅動收發(fā)模塊20、23的各導向電機21，使收發(fā)模塊20、23沿圓弧狀臂12移動至位置P1、P2(步驟15)。由此，完成收發(fā)模塊20、23的初期位置確定。
兩個衛(wèi)星41、42從地平線(水平線)出現至沉入地平線(水平線)按約10分鐘左右的速度從其軌道上旋轉移動。本實施例的天線裝置50如下那樣跟蹤這樣高速地改變位置的衛(wèi)星s1、s2。
在完成初期位置確定后，搜索兩個衛(wèi)星41、42中的一個衛(wèi)星例如衛(wèi)星41的更正確的位置(包括位置變化后的位置)(第一搜索步驟步驟21)。衛(wèi)星41的位置搜索例如可如下進行。
首先，使仰角調整電機14在雙方向上微量旋轉，使圓弧狀臂12繞第二旋轉軸X微小地在雙方向上旋轉，同時在圓弧狀臂12上，把對應于衛(wèi)星41的位置確定的收發(fā)模塊20的導向電機21在雙方向上微量驅動，使收發(fā)模塊20沿圓弧狀臂12在雙方向上移動微小距離。由此，收發(fā)模塊20在二維的微小球面內移動。
在該微小球面內的移動期間，搜索衛(wèi)星41和收發(fā)模塊20的通信狀態(tài)更良好的地點Q1。通信狀態(tài)的好壞可以通過監(jiān)視接收信號的強度等來判斷?？梢哉J為地點Q1對應于從衛(wèi)星41的更正確的位置通過球面透鏡1中心O延伸的軸線上的位置。就是說，通過地點Q1的搜索，可以知道衛(wèi)星41的更正確的位置。
接著，根據第一搜索步驟搜索的一個衛(wèi)星41的位置和通過第一搜索步驟的位置變化探索前的另一衛(wèi)星42的位置，來運算通過球面透鏡1中心O延伸的各軸線上的位置。這種情況下，兩個位置Q1、P2被確認(步驟22)。
然后，驅動電機10，使旋轉基座6旋轉，以便在包括收發(fā)模塊20、23下次應該配置的兩個位置Q1、P2和球面透鏡1中心O的新的第一假設平面S與第二假設平面H的交線上可配置第二旋轉軸X(步驟23)。
繼續(xù)旋轉基座6的旋轉，或在旋轉基座6的旋轉同時，控制裝置39驅動仰角調整電機14，使圓弧狀臂12繞第二旋轉軸X旋轉并重合在位置Q1、P2上(步驟24)。
繼續(xù)仰角調整電機14的驅動，或在仰角調整電機14驅動的同時，控制裝置30驅動收發(fā)模塊20、23的各導向電機21，使收發(fā)模塊20、23沿圓弧狀臂12移動到位置Q1、P2(步驟25)。由此，保持收發(fā)模塊23的位置P2，完成收發(fā)模塊20的跟蹤位置確定。把這樣的控制形態(tài)稱為非干擾控制。
在完成收發(fā)模塊20的跟蹤位置確定后，在兩個衛(wèi)星41、42中，搜索另一衛(wèi)星42的此時刻的更正確的位置(包括位置變化后的位置)(第二搜索步驟步驟31)。衛(wèi)星42的位置搜索與衛(wèi)星41的位置搜索同樣地進行。
根據第二搜索步驟搜索的衛(wèi)星42的位置和第二搜索步驟的位置搜索前(第一搜索步驟的位置搜索后)的衛(wèi)星41的位置來運算通過球面透鏡1的中心O延伸的各軸線上的位置。這種情況下，確認兩個位置Q1、Q2(步驟32)。
然后，驅動旋轉電機10，使旋轉基座6旋轉，以便在包括收發(fā)模塊20、23下次應該配置的兩個位置Q1、Q2和球面透鏡1中心O的新的第一假設平面S與第二假設平面H的交線上，可配置第二旋轉軸X(步驟33)。
繼續(xù)旋轉基座6的旋轉，或在旋轉基座6旋轉的同時，控制裝置30驅動仰角調整電機14，使圓弧狀臂12繞第二旋轉軸X旋轉，使圓弧狀臂12重合在位置Q1、Q2上(步驟34)。
繼續(xù)仰角調整電機14的驅動，或在仰角調整電機14驅動的同時，控制裝置30驅動收發(fā)模塊20、23的各導向電機21，使收發(fā)模塊20、23沿圓弧狀臂12移動到位置Q1、Q2(步驟35)。由此，保持收發(fā)模塊20的位置Q1，就是說，非干擾地完成收發(fā)模塊23的跟蹤位置確定。
以后，通過交替連續(xù)不斷進行收發(fā)模塊20、23的跟蹤位置確定，可以基本上連續(xù)地跟蹤兩個衛(wèi)星41、42。在兩個衛(wèi)星41、42不斷接近追趕的情況下，在該追趕時刻，通過在收發(fā)模塊16、17之間交換作為跟蹤對象的衛(wèi)星，可以容易地進行跟蹤控制。
再有，由于本實施例的天線元件26、27通過使本體部分20a和本體部分23a接近來達到大致相鄰，所以即使在兩個衛(wèi)星41、42為接近狀態(tài)也可以對應。
此外，收發(fā)模塊20、23在可交換對應衛(wèi)星41、42的情況下更容易進行跟蹤控制。在這種情況下，將第三個收發(fā)模塊沿圓弧狀臂12可移動地設置較好。這種情況下，由于可以使三個收發(fā)模塊中的任意兩個對應于衛(wèi)星41、42，所以可以更高效率地進行跟蹤位置確定。而且，預先配備第三個收發(fā)模塊，即使在其中一個收發(fā)模塊發(fā)生故障的情況下，仍有不會直接失去跟蹤兩個衛(wèi)星41、42功能的效果。
于是，如果從位置確定的收發(fā)模塊20、23中發(fā)射電波，那么發(fā)射電波通過依次通過球面透鏡1的層狀電介質把行進方向基本上被轉換成平行方向，作為平行電波發(fā)送給衛(wèi)星41、42(參照圖2)。
另一方面，從衛(wèi)星41、42平行入射的電波通過球面透鏡1朝向并聚焦其焦點位置配置的收發(fā)模塊20、23上，通過收發(fā)模塊20、23被高效率地接收(參照圖2)。
如以上那樣，本實施例的天線裝置，由于與一個球面透鏡1對置，配置兩個收發(fā)模塊20、23，其移動相互不干擾，所以具有可以同時跟蹤兩個衛(wèi)星41、42，并且可以配置在小空間上那樣的特征。
此外，按照本實施例，由于在圓弧狀臂12上設有兩個收發(fā)模塊，所以可以防止在兩個收發(fā)模塊20、23的相互移動中產生干擾。
而且，按照本實施例，即使在兩個衛(wèi)星41、42接近的情況下，由于可以使兩個天線元件26、27相鄰，所以可以正常地跟蹤兩個衛(wèi)星41、42。
再有，在本實施例中，交替進行搜索衛(wèi)星41的移動，隨著衛(wèi)星41的移動而移動收發(fā)模塊20，以便不改變收發(fā)模塊23位置，和搜索衛(wèi)星42的移動，隨著衛(wèi)星42的移動而移動收發(fā)模塊23，以便不改變收發(fā)模塊20位置，但也可以采用在一次搜索動作中搜索衛(wèi)星41和42，把收發(fā)模塊20、23用復合的一個動作調整到新的目標位置的控制方法。
此外，不限于通過衛(wèi)星41、42的搜索對收發(fā)模塊20、23的位置實施反饋控制的控制方法，例如從主裝置提供給控制裝置30的位置信息如果正確，那么基于該信息利用開放式控制裝置也可以控制收發(fā)模塊20、23的位置。就開放式控制來說，有交替進行收發(fā)模塊20、23的位置確定形態(tài)和用復合的一個動作來進行的形態(tài)。
下面，使用圖7說明本發(fā)明第二實施例的天線裝置。圖7所示的天線裝置50代替由一對支撐部件來保持固定球面透鏡1，而把球面透鏡接合固定在天線罩33上固定的樹脂制成的透鏡保持部件36上。除此以外，有與圖1至圖6所示的第一實施例相同的結構。在第二實施例中，對于與圖1至圖6所示的第一實施例相同的部分附以相同的符號，并省略詳細說明。
按照本實施例，由于伴隨著旋轉基座6的旋轉球面透鏡1不旋轉，所以收發(fā)模塊20、23的位置確定等驅動性能顯著地提高。
再有，透鏡保持部件36的材質不限于樹脂，只要是難以形成電波障礙的材料就可以。
下面，使用圖8說明本發(fā)明第三實施例的天線裝置。圖8所示的天線裝置50除了利用埋入在球面透鏡1和天線罩33之間的樹脂制成的透鏡保持層36把球面透鏡1固定在天線罩33上以外，有與圖7所示的第二實施例相同的結構。在第三實施例中，對于與圖7所示的第二實施例相同的部分附以相同的符號，并省略詳細說明。
按照本實施例，可以把球面透鏡1更牢固地固定在天線罩33上。
下面，使用圖9說明本發(fā)明第四實施例的天線裝置。圖9所示的天線裝置50，與收發(fā)模塊20、23連接的導線28的旋轉基座6和固定臺7之間的部分由光信號傳送元件來構成。除此以外，有與圖1至圖6所示的第一實施例相同的結構。在第四實施例中，對于與圖1至圖6所示的第一實施例相同的部分附以相同的符號，并省略詳細說明。
光信號傳送元件包括把電信號和光信號進行相互變換的光電變換元件28a、28b。光電變換元件28a嵌合在旋轉基座6的中心部分設置的通孔6h中，光電變換元件28b嵌合在固定臺7的中心部分設置的通孔7h中。光電變換元件28a和光電變換元件28b之間的空隙為約1mm左右。光電變換元件28a、28b通常由半導體激光器和光電探測器等光耦合器部件構成。
由收發(fā)模塊20、23接收的信號被變換成電信號，該電信號在光電變換元件28a中被變換成光信號，通過1mm左右的空隙，到達固定臺7的中心部分設置的光電變換元件28b。該光信號由光電變換元件28b被再次變換成電信號，通過導線28傳送至控制裝置30。從控制裝置30對收發(fā)模塊20、23的信號發(fā)送順著與此相反的路徑來進行。
光電變換元件28a、28b相對于兩個收發(fā)模塊20、23被共用，控制裝置30和收發(fā)模塊20、23的信號通信可使用收發(fā)模塊20、23和控制裝置30內部設置的圖中未示出的分色鏡等濾光器，使用波長不同的光來進行。控制裝置30和仰角調整裝置電機14的信號通信同樣也使用波長不同的光。作為區(qū)別各種信號通信的方法，也可以采用按時間分割傳送信號的方法。
按照本實施例，在旋轉基座6和固定臺7之間，由于在非接觸狀態(tài)下傳送信號，所以沒有伴隨著相對于旋轉基座6的固定臺7的旋轉損傷導線28危險，可以連續(xù)360度以上旋轉旋轉基座6，可以進行更平穩(wěn)的衛(wèi)星跟蹤。
再有，導線28也可以由光纖維構成。這種情況下，由于信號傳送的介質在整個導線中為光信號，所以代替光電變換元件28a、28b可使用分配器等。
下面，使用圖10說明本發(fā)明第五實施例的天線裝置。圖10所示的天線裝置50，天線罩33有從外側開始由反射紅外線的層33a、光吸收層33b和發(fā)泡苯乙烯的隔熱層組成的三層結構。除此以外，有與圖1至圖6所示的第一實施例相同的結構。在第五實施例中，對于與圖1至圖6所示的第一實施例相同的部分附以相同的符號，并省略詳細說明。
按照本發(fā)明的形態(tài)，由于利用紅外線反射層33a來反射來自太陽光的熱能，把反射層33a未反射的通過的熱能利用光吸收層33b吸收從固定基座33放射，隔熱層33c防止對密封空間內的熱能侵入，所以有效地防止因太陽光造成天線裝置50的內部被加熱。
下面，使用圖11說明本發(fā)明第六實施例的天線裝置。圖11所示的天線裝置50，在天線罩33的一部分上用紅外線光區(qū)域的透光率比可見光的透光率低的部件形成的窗口33w。除此以外，有與圖1至圖6所示的第一實施例相同的結構。在第六實施例中，對于與圖1至圖6所示的第一實施例相同的部分附以相同的符號，并省略詳細說明。
按照本實施例，通過窗口33w，不用分解天線裝置50，就可以點檢其內部結構的異常等。
再有，在以上說明的各實施例中，在旋轉基座6、圓弧狀臂12的仰角調整和收發(fā)模塊20、23移動的各驅動系統中，采用利用平齒輪組合構成的驅動系統，但通過采用蝸輪也可以強化各自的姿態(tài)保持力。另外，不言而喻，可以置換成公知的其它驅動系統。
此外，把圓弧狀臂12構成為復式軌道型，使收發(fā)模塊20和收發(fā)模塊23可以在各自的軌道上移動。這種情況下，收發(fā)模塊20和收發(fā)模塊23的移動在物理上不相互干擾。再有，復式軌道最好按可相鄰的狀態(tài)來設置天線元件26、27。
按照以上說明的本發(fā)明，由于在一個球面透鏡上可配置多個收發(fā)模塊，所以可以同時跟蹤多個衛(wèi)星，并且可以配置在小空間上。
圖12和圖13是表示本發(fā)明第七實施例的天線裝置的示意性結構圖，圖12是表示部分剖切的斜視圖，圖13是局部剖面圖。
圖12和圖13所示的天線裝置61有局部改善圖1所示的天線裝置的結構，在大致圓形的固定基座62上，可繞第一旋轉軸(方位軸)Y旋轉自由地安裝大致圓形的旋轉基座63，在第一旋轉軸Y上有可達到中心那樣配置球面透鏡64的結構。
固定基座62在地面或建筑物上固定的基座621上形成從周面?zhèn)认蛑醒氲亩鄠€粱622，在各梁622的前端安裝構成滑輪的軸承623。此外，在基座621上，在梁622之間，裝載用于驅動旋轉基座63的電機65和對下述的一對收發(fā)模塊66、67進行供電、信號收發(fā)及位置驅動控制的控制裝置68。朝向圖中上方安裝電機65，在其旋轉軸上安裝滾輪69。
旋轉基座63在圓筒狀的支撐體631的底部與上述軸承623連接，一體形成旋轉自由地支撐旋轉基座63整體的突條部分632，在周面上與電機65的旋轉軸上安裝的滾輪69對接，一體形成利用滾輪69的旋轉使旋轉基座63整體旋轉的突條部分633。而且，在支撐體631的側面，在以第一旋轉軸Y為中心的對置位置上一體形成一對臂634、635。這些臂634、635是有從支撐體631沿球面透鏡64的周面延伸設置的U字形狀，前端部分通過球面透鏡64的中心，位于與第一旋轉軸垂直的第二旋轉軸(升高軸)X上。
在上述一對臂634、635的各前端部分，在各自第二旋轉軸X上形成通孔。在這些通孔中，插通在導軌70的兩端部分固定的支撐銷釘71、72。導軌70距球面透鏡64的中心一定距離那樣形成半圓弧狀，上述支撐銷釘71、72通過插通在一對臂634、635的通孔中被旋轉自由地軸支撐在第二旋轉軸X上。
上述導軌70的一個端部上固定的支撐銷釘71被這樣處理，以便插通在臂634的通孔中，在該端部安裝墊圈73并不被抽出，而另一端部固定的支撐銷釘72被這樣處理，以便插通在臂635的通孔中，在該端部安裝墊圈74并不被抽出。此外，在形成臂635的通孔的下方，與該通孔平行再形成一個通孔，在該通孔中插通旋轉軸的狀態(tài)下，在臂635上安裝仰角調整電機75。在該電機75的旋轉軸前端，安裝比上述滑輪74直徑小的滑輪76?；?4、76之間掛上皮帶77。由此，電機75的旋轉通過滑輪76、皮帶77、滑輪74減速傳送給支撐銷釘72，可以使導軌70繞第二旋轉軸X轉動。
在上述導軌70中，自行自在地安裝一對收發(fā)模塊66、67。就該自行機構來說，有各種方法，但由于與本發(fā)明沒有直接關系而舍棄說明。各收發(fā)模塊66、67通過卷曲線78、79與控制裝置68連接，按照來自該控制裝置68的驅動控制信號在導軌70上自行，在指定位置停止。各收發(fā)模塊66、67在機殼的球面透鏡64對面配有使波束方向朝向球面透鏡64的中心方向安裝的天線元件80、81，通過把來自上述控制裝置68的饋電供給天線元件80、81，在球面透鏡64的中心點方向上發(fā)射電波，接收來自該方向的電波。
對于以上那樣的結構物來說，其整體用杯形的天線罩83來覆蓋，該天線罩83的底部與基座621的周邊部分接合。該天線罩83由具有電波透過性并且熱傳導率低的材質例如樹脂來制作。
其中，球面透鏡64有與圖所示的球面透鏡相同的結構，如上所述，一般來說，層積的電介質的各介電常數越靠近外側就越低。于是，利用各層的介電常數不同，可以象光學系統透鏡那樣使透過電波折射。在各層中，例如使用聚苯乙烯(發(fā)泡苯乙烯)等發(fā)泡材料，通過改變其發(fā)泡率來改變介電常數。
另外，控制裝置68例如與室內配置的主裝置(圖中未示出)連接，從該主裝置輸入與衛(wèi)星的位置有關的信息，求出把兩個收發(fā)模塊66、67應該配置的位置，驅動第一旋轉軸驅動電機65、第二旋轉軸驅動電機75，使各收發(fā)模塊66、67自行移動，以便把收發(fā)模塊66、67配置在該位置上。
有上述結構的天線裝置61是改善第一實施例的天線裝置50的天線裝置，衛(wèi)星跟蹤動作與第一實施例相同。因此，省略與本實施例的天線裝置61的衛(wèi)星跟蹤動作有關的說明。
本實施例的特征點在于球面透鏡64的保持結構。就是說，球面透鏡64比較重，作為球形不易保持。而且，由于在球面透鏡64的下半球面?zhèn)瓤梢匀我獾嘏渲檬瞻l(fā)模塊66、67，所以不能從其下側保持球面透鏡64。再有，由于保持器具阻斷電波通過面，所以引起球面透鏡64的電特性劣化。因此，要求具有可耐工作環(huán)境的強度剛性并且良好地保持電特性的保持結構。
作為簡單考慮的方法，有從兩側夾住保持球面透鏡的支撐方法，以及在球面透鏡中插入心棒，保持該心棒的心棒使用方法。
在支撐方法的情況下，就夾住球面透鏡的保持器具來說，必須有可耐球面透鏡重量的相當大的強度。而且，即使在保持器具上使用電波透過性好的材質，電劣化仍然相當大。特別是由于支撐部分相對于全方位來說處于非軸對稱位置，所以受支撐部分的影響，作為球面透鏡特征的電氣軸對稱性會崩潰。而且，球面透鏡由于其表面的發(fā)泡材料的發(fā)泡率高，所以沒有可以大致保持整體質量的表面強度。
另一方面，心棒使用方法的情況下，雖然可以用與球面透鏡內部的層相同的材質且按相同的發(fā)泡率來制作，并且可以具有保持球面透鏡整體的強度，但即使如此，仍會使球面透鏡的電氣特性劣化。此外，由于心棒不能軸對稱地形成，所以成為使作為球面透鏡特征的電氣對稱性崩潰的主要原因。
因此，在本實施例中，著眼于球面透鏡64上方位置的天線罩83，如圖12和圖13所示，在球面透鏡64和天線罩83之間填充發(fā)泡材料，通過形成發(fā)泡材料層84來使兩者結合，由此，可利用天線罩83來保持球面透鏡64。
發(fā)泡材料層84中使用的發(fā)泡材料除了聚苯乙烯(發(fā)泡苯乙烯)外，可以使用發(fā)泡聚氨酯、發(fā)泡聚乙烯等。天線罩83本身通常使用玻璃纖維強化塑料(GFRP)，但根據情況，也可以使用聚乙烯。這由兼顧電特性、成形性和機械特性來決定。但是，發(fā)泡材料層84的介電常數與球面透鏡64的最外周的介電常數相同，或必須比最外周的介電常數低。
再有，如果天線罩83要滿足電特性，那么其曲率不必與球面透鏡64一致，為橢圓半剖面也可以。此外，在圖中，均勻地表示了天線罩83的板厚度，但電波透過面以外的下部可增大板厚度，以確保強度。
如果在組裝現場進行利用上述發(fā)泡材料層84的球面透鏡64與天線罩83的結合，那么可能產生球面透鏡64和收發(fā)模塊66、67的位置精度。
圖14表示上述發(fā)泡材料層34的形成方法。
在圖14A所示的方法中，首先，在平板周邊形成使天線罩83位置固定的邊緣部分101a，在中央設定球面透鏡64的位置和高度的支撐臺101b使用形成位置一致的固定器具101，在支撐臺101b上裝載球面透鏡64，從上覆蓋天線罩83，用邊緣部分101a來固定位置。此時，在球面透鏡64和天線罩83之間預先設置用于隔壁的平板環(huán)102。在天線罩83的頂部預先鉆出用于噴射的孔，從該孔壓入發(fā)泡材料。在發(fā)泡材料固化后，拆除平板環(huán)102，通過從固定器具103中拆下，完成發(fā)泡材料層形成作業(yè)。由此，在球面透鏡64和天線罩83之間形成發(fā)泡材料層84，可以使兩者結合。
在圖14B所示的方法中，相反地形成天線罩83，裝載在凹面固定器具103上，在天線罩83的內側底部，配置用于與球面透鏡64的位置一致的一個或多個杯形突起部件104，在其上裝載球面透鏡64。然后，在球面透鏡64和天線罩83之間設置用于隔壁的平板環(huán)105。在平板環(huán)105的一部分上預先鉆出用于噴射的孔，從該孔壓入發(fā)泡材料。在發(fā)泡材料固化后，拆除平板環(huán)105，通過從固定器具103中拆下，完成發(fā)泡材料層形成作業(yè)。由此，在球面透鏡64和天線罩83之間形成發(fā)泡材料層84，可以使兩者結合。
在圖14B所示的方法中，在發(fā)泡材料層84內殘留突起部件104，但通過該材質為電波透過性高的材質，同時形成蓋狀，可以進一步降低電的影響。
其中，由于使球面透鏡64和發(fā)泡材料層84的結合、天線罩83和發(fā)泡材料層84結合提高，所以如圖15所示，在球面透鏡64和天線罩83的發(fā)泡材料層接合面上預先形成多個各自的小突起部分A，在發(fā)泡材料填充后，可以更牢固地使兩者結合。此外，代替小突起部分，如圖15B所示，在球面透鏡64和天線罩83的發(fā)泡材料層接合面上預先形成溝部B，可以增大接合面的面積，可以進一步提高接合強度。
再有，上述方法是利用發(fā)泡材料的填充把球面透鏡64和天線罩83直接結合，但除此以外，有在天線罩83內預先形成發(fā)泡材料層84，利用電波透過性高的粘結劑來粘結球面透鏡64的方法。此外，在利用粘結劑結合時強度不充分的情況下，如圖16A所示，在發(fā)泡材料層84的球面透鏡64的一部分結合面端部或所有周邊上預先形成具有適當彈性的突部C，在與球面透鏡64的發(fā)泡材料層84的結合面的突部C對置的地方形成凹部D。而且，在發(fā)泡材料層84的接合面上涂敷粘結劑后，如圖16B所示，抵抗發(fā)泡材料層84的突部C的彈力，把球面透鏡64密封在發(fā)泡材料層84的接合面上，將發(fā)泡材料層84側的突部C嵌入在球面透鏡64側的凹部D中。于是，通過使突部C和凹部D配合，可以增強粘結劑產生的結合。
按同樣的方法，把在球面透鏡64上預先一體地形成發(fā)泡材料層84，利用粘結劑把發(fā)泡材料層84的接合面和天線罩83的內表面進行結合的方法與該方法相結合，如圖17A所示，在天線罩83的內表面的多個地方或所有周邊上形成突部E，如圖17B所示，在把發(fā)泡材料層84與天線罩83的內表面接合時，通過該突部E來固定發(fā)泡材料層84的端部，也是可以實現增強的方法。
如上所述，本發(fā)明通過發(fā)泡材料層84把球面透鏡64與天線罩83進行接合，在旋轉基座63上可以固定沒有準備任何固定結構物的球面透鏡64。這種情況下，可獲得以下特征效果。
由于天線罩83支撐球面透鏡64，所以不需要特別的支撐器具。電的劣化只有天線罩83，沒有支撐器具的劣化部分。由于天線罩83本來電劣化就少，并且電波透過率均勻，所以對透過電波基本不產生影響。
由于天線罩83有可包圍球面透鏡64那樣按整體固定的結構，所以在一部分上不產生偏差，可以確保作為球面透鏡64特征的電的軸對稱性。
由于夾在天線罩83和球面透鏡64之間的發(fā)泡材料層84與球面透鏡64的最外層的介電常數相比被設定為十分低的介電常數，所以不會引起球面透鏡64的電劣化。
通過把發(fā)泡材料層84和球面透鏡64密封在天線罩83的內表面上，起到增強作為薄板結構的天線罩上半表面的作用。此外，利用該效果，與以往相比，由于可以使天線罩板厚度薄，所以可以進一步減少電劣化。
發(fā)泡材料層84起到保護容易損傷的球面透鏡表面的作用。于是，具有防止制造時或組裝時破損的效果。此外，球面透鏡64有很大的重量，并且為球形，制造時、組裝時的處理上達到極限，但通過與天線罩83形成一體，安裝變得容易。
由于發(fā)泡材料層84有作為隔熱部件的功能，所以可獲得抑制日照的內部溫度的正常使用的效果。
如上所述，按照本發(fā)明，可以提供進行多個通信衛(wèi)星的跟蹤，并且可以設置緊湊且比較小的空間，而且其制作、組裝容易的天線裝置。
權利要求
1．一種天線裝置，其特征在于，包括配有形成電波束的天線元件的多個收發(fā)模塊；把所述電波束聚焦在所述天線元件上的球面透鏡；和保持部分，固定所述收發(fā)模塊，使所述天線元件大致距所述球面透鏡的中心有一定的間隔，可沿該球面透鏡移動。
2．如權利要求1所述的天線裝置，其特征在于，所述天線元件配置在該收發(fā)模塊中成在所述其它收發(fā)模塊接近時與其模塊配有的天線元件大致相鄰。
3．如權利要求1所述的天線裝置，其特征在于還包括固定基座；旋轉基座，安裝在所述固定基座上，可繞通過所述球面透鏡中心的第一旋轉軸旋轉；和支撐部件，固定在所述旋轉基座上，支撐所述保持部分可繞與所述第一旋轉軸大致垂直的第二旋轉軸來旋轉。
4．如權利要求3所述的天線裝置，其特征在于，所述支撐部件也支撐所述球面透鏡。
5．如權利要求3所述的天線裝置，其特征在于，所述保持部分有至少將其一端軸支撐在所述支撐部件上的圓弧狀臂。
6．如權利要求3所述的天線裝置，其特征在于，還配有控制裝置，控制所述旋轉基座的繞所述第一旋轉軸的旋轉、所述保持部分的繞所述第二旋轉軸的旋轉和沿所述保持部分的所述收發(fā)模塊的移動。
7．如權利要求3所述的天線裝置，其特征在于，還配有與所述收發(fā)模塊連接的導線；所述導線從所述旋轉基座的所述第一旋轉軸附近向固定基座側延伸連接。
8．如權利要求7所述的天線裝置，其特征在于，為了至少在所述旋轉基座和所述固定基座之間進行光信號傳送，所述導線的至少一部分由光信號傳送元件構成。
9．如權利要求8所述的天線裝置，其特征在于，所述光信號傳送元件使用波長不同的光，可同時傳送多個信號。
10．如權利要求1所述的天線裝置，其特征在于，還配有保護所述收發(fā)模塊、所述球面透鏡和所述保持部分的天線罩。
11．如權利要求10所述的天線裝置，其特征在于，還配有安裝在所述天線罩上的固定所述球面透鏡的透鏡固定部件。
12．如權利要求10所述的天線裝置，其特征在于，所述球面透鏡利用所述天線罩來固定。
13．如權利要求10所述的天線裝置，其特征在于，所述天線罩由熱傳導率低的材質來構成。
14．如權利要求10所述的天線裝置，其特征在于，所述天線罩有反射紅外線的層、光吸收層和隔熱層組成的三層結構。
15．如權利要求10所述的天線裝置，其特征在于，在所述天線罩中，設有用紅外光區(qū)域的透過率比可見光透過率低的部件形成的窗。
16．一種確定天線裝置位置的控制方法，所使用的天線裝置包括第一和第二收發(fā)模塊，配有形成各自電波束的天線元件；球面透鏡，把所述電波束聚焦在所述天線元件上；保持部分，固定所述收發(fā)模塊，使所述天線元件大致距所述球面透鏡的中心有一定的間隔，可沿該球面透鏡移動；可繞通過所述球面透鏡中心的第一旋轉軸旋轉地設置的旋轉基座；和支撐部分，固定在所述旋轉基座上，支撐所述保持部分可繞與所述第一旋轉軸大致垂直的第二旋轉軸旋轉；該方法對所述第一和第二收發(fā)模塊進行位置確定控制，使所述天線元件可與空中的兩個衛(wèi)星位置分別對應，其特征在于，該方法包括輸入所述兩個衛(wèi)星的位置的步驟；根據輸入的兩個衛(wèi)星的位置，運算出在通過所述球面透鏡的中心延伸的各軸線上應該配置所述第一和第二收發(fā)模塊各自的天線元件，以及所述第一和第二收發(fā)模塊的應該配置的二個位置的步驟；使所述旋轉基座旋轉，將所述第二旋轉軸配置在包括所述第一和第二收發(fā)模塊應該配置的兩個位置和球面透鏡中心的第一假設平面和通過所述球面透鏡中心的與所述第一旋轉軸垂直的第二假設平面的交線上的步驟；和使所述保持部分繞所述第二旋轉軸旋轉，同時沿該保持部分使所述第一和第二收發(fā)模塊移動，把該第一和第二收發(fā)模塊配置在它們應該配置的位置上的步驟。
17．如權利要求16所述的確定天線裝置位置的控制方法，其特征在于，該方法還包括搜索兩個衛(wèi)星中一個衛(wèi)星的位置變化后的位置的第一搜索步驟；根據按該第一搜索步驟搜索的一個衛(wèi)星位置變化后的位置和通過第一搜索步驟的位置搜索前的另一衛(wèi)星的位置，運算在通過球面透鏡中心延伸的各軸線上，應該配置兩個天線元件的位置、所述第一和第二收發(fā)模塊應該配置的位置的這兩個位置的步驟；使所述旋轉基座旋轉，將所述第二旋轉軸配置在包括所述第一和第二收發(fā)模塊應該配置的兩個位置和球面透鏡中心的第一假設平面和與所述第一旋轉軸垂直的第二假設平面的交線上的步驟；使所述保持部分繞第二旋轉軸旋轉，同時沿該保持部分使第一和第二收發(fā)模塊移動，把第一和第二收發(fā)模塊配置它們應該配置的位置上的步驟；在兩個衛(wèi)星中搜索另一衛(wèi)星的位置變化后的位置的第二搜索步驟；根據按該第二搜索步驟搜索的另一個衛(wèi)星位置變化后的位置和通過第一搜索步驟的位置搜索后的一個衛(wèi)星的位置，運算在通過球面透鏡中心延伸的各軸線上，應該配置兩個天線元件、所述第一和第二收發(fā)模塊下次應該配置的這兩個位置的步驟；使所述旋轉基座旋轉，將所述第二旋轉軸配置在包括所述第一和第二收發(fā)模塊下次應該配置的兩個位置和球面透鏡中心的第一假設平面與垂直于所述第一旋轉軸的第二假設平面的交線上的步驟；使所述保持部分繞第二旋轉軸旋轉，同時沿該保持部分使第一和第二收發(fā)模塊移動，把第一和第二收發(fā)模塊配置它們應該配置的位置上的步驟。
18．如權利要求17所述的確定天線裝置位置的控制方法，其特征在于，還配有把所述兩個天線元件和空中存在的兩個衛(wèi)星位置的對應關系相互交換的步驟。
19．如權利要求16所述的確定天線裝置位置的控制方法，其特征在于，還包括搜索兩個衛(wèi)星的位置變化后的各自位置的復合搜索步驟；根據按復合搜索步驟搜索的二個衛(wèi)星位置變化后的位置，運算在通過球面透鏡中心延伸的各軸線上，應該配置兩個天線元件、第一和第二收發(fā)模塊應該配置的這兩個位置的步驟；使所述旋轉基座旋轉，將所述第二旋轉軸配置在包括所述第一和第二收發(fā)模塊應該配置的兩個位置和球面透鏡中心的第一假設平面與垂直于所述第一旋轉軸的第二假設平面的交線上的步驟；使所述保持部分繞第二旋轉軸旋轉，同時沿該保持部分使第一和第二收發(fā)模塊移動，把第一和第二收發(fā)模塊配置它們應該配置的位置上的步驟。
20．如權利要求19所述的確定天線裝置位置的控制方法，其特征在于，還配有把第一和第二收發(fā)模塊與空中的兩個衛(wèi)星位置的對應關系相互交換的步驟。
21．一種天線裝置，其特征在于包括球面透鏡，用于聚焦電波束；多個收發(fā)模塊和其支撐及可移動裝置，距該球面透鏡的下半球面大致一定間隔并相互獨立移動，在所述球面透鏡的中心方向形成電波束；和天線罩，至少覆蓋作為所述球面透鏡的電波束形成面的上半球表面；發(fā)泡材料層介于中間使所述球面透鏡和所述天線罩形成一體，利用所述天線罩來支撐所述球面透鏡。
22．如權利要求21所述的天線裝置，其特征在于，所述發(fā)泡材料是與所述球面透鏡的介電常數相同或比該介電常數低的材質。
23．如權利要求21所述的天線裝置，其特征在于，在所述球面透鏡和發(fā)泡材料層之間、發(fā)泡材料層和天線罩之間的至少其中任何一方中，按比所述電波束的波長充分小的深度形成相互嵌合的多個凹部和凸部。
24．如權利要求21所述的天線裝置，其特征在于，在所述發(fā)泡材料層的與所述球面透鏡接合的接合面端部的所有周邊或多個地方形成有突部，在所述球面透鏡的與所述突部對應的地方形成與所述突部嵌合的凹部。
25．如權利要求21所述的天線裝置，其特征在于，在所述天線罩的與所述發(fā)泡材料層接合的接合面端部的所有周邊或多個地方形成突部。
26．一種天線裝置的球面透鏡支撐方法，所使用的天線裝置包括球面透鏡，用于聚焦電波束；多個收發(fā)模塊和其支撐及可移動裝置，距該球面透鏡的下半球面大致一定間隔并可相互獨立移動，在所述球面透鏡的中心方向形成電波束；和天線罩，至少覆蓋作為所述球面透鏡的電波束形成面的上半球表面；其特征在于，通過發(fā)泡材料層介入其間所述球面透鏡和所述天線罩形成一體，利用所述天線罩來支撐所述球面透鏡。
27．如權利要求26所述的天線裝置的球面透鏡支撐方法，其特征在于，在所述球面透鏡和天線罩位置確定的狀態(tài)下，通過在兩者之間填充固化發(fā)泡材料，使所述球面透鏡和天線罩通過發(fā)泡材料層介于中間來形成一體。
28．如權利要求26所述的天線裝置的球面透鏡支撐方法，其特征在于，在所述球面透鏡和發(fā)泡材料層之間、發(fā)泡材料層和天線罩之間的至少其中任何一方中，按比所述電波束的波長充分小的深度形成相互嵌合的多個凹部和凸部。
29．如權利要求26所述的天線裝置的球面透鏡支撐方法，其特征在于，在所述發(fā)泡材料層的與所述球面透鏡接合的接合面端部的所有周邊或多個地方形成突部，在所述球面透鏡的與所述突部對應的地方形成與所述突部嵌合的凹部，在用粘結劑使所述發(fā)泡材料層和所述球面透鏡結合時，所述突部和凹部嵌合，增強兩者的結合。
30．如權利要求26所述的天線裝置的球面透鏡支撐方法，其特征在于，在所述天線罩的與所述發(fā)泡材料層接合的接合面端部的所有周邊或多個地方形成突部，在用粘結劑使所述發(fā)泡材料層和所述天線罩結合時，所述突部與所述發(fā)泡材料層的端部接合，增強兩者的結合。
31．一種天線裝置的組裝方法，所使用的天線裝置包括球面透鏡，用于聚焦電波束；多個收發(fā)模塊和其支撐及可移動裝置，距該球面透鏡的下半球面大致一定間隔并相互獨立移動，在所述球面透鏡的中心方向形成電波束；和天線罩，至少覆蓋作為所述球面透鏡的電波束形成面的上半球表面；通過發(fā)泡材料層介于中間使所述球面透鏡和所述天線罩形成一體，利用所述天線罩來支撐所述球面透鏡；該方法的特征在于，在確定所述天線罩和所述球面透鏡位置，通過填充固化發(fā)泡材料，發(fā)泡材料層介于中間使所述球面透鏡和天線罩形成一體后，在主體規(guī)定位置上固定天線罩。
32．如權利要求31所述的天線裝置的組裝方法，其特征在于，在所述天線罩和球面透鏡之間的位置確定中，使用一個或多個杯形突起部件。
全文摘要
本發(fā)明的天線裝置配有包括形成電波束的天線元件的多個收發(fā)模塊和聚焦電波束的球面透鏡。多個收發(fā)模塊由保持部分來固定,各個天線元件距球面透鏡的中心大致一定的間隔并可移動。這樣,在一個球面透鏡上,多個收發(fā)模塊可配置在任意位置,就可同時捕捉和跟蹤多個衛(wèi)星,并且可以設置在小空間上。球面透鏡和天線罩之間填充發(fā)泡材料,使兩者結合,由此,利用天線罩來固定球面透鏡。
文檔編號H01Q19/06GK1290975SQ00129269
公開日2001年4月11日 申請日期2000年9月30日 優(yōu)先權日1999年9月30日
發(fā)明者小川隆也 申請人:株式會社東芝