Antenna for k band and method for expanding acquisition range therefor
专利汇可以提供Antenna for k band and method for expanding acquisition range therefor专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE:To widen a beam width and to provide a high gain by bringing a sub reflection mirror closer to a main reflection mirror at the time of acquisition and returning the sub reflection mirror to the focus position of the main reflection mirror at the time of tracking in a defocusing mechanism for shifting the relative position of the sub reflection mirror and the main reflection mirror. CONSTITUTION:Directivity is strengthened by narrowing the beam width of this antenna at the time of the tracking and the directivity is weakened by widening the antenna beam width and an acquisition range is expanded at the time of the acquisition. For that purpose, the defocusing mechanism 3 is utilized and the relative position of the sub reflection mirror 1 to the main reflection mirror 2 is adjusted. The sub reflection mirror 1 is arranged at the focus position of the main reflection mirror 2 at the time of the tracking and the reflection mirror 1 is brought closer to the reflection mirror 2 and the beam width of the antenna is widened at the time of the acquisition. When the antenna is attached, the repetition of communication interruption, the acquisition and the tracking frequently occurs, however, at the time of the acquisition, defocusing is performed, the antenna beam width is widened, beacon signals are transmitted, received and the acquisition is performed. Also, at the time of the tracking after the acquisition, the reflection mirror 1 is returned to an original position and the application data transmission of the high gain as before is performed.，下面是Antenna for k band and method for expanding acquisition range therefor专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙ステーション（Ｊ
ＥＭ）のような非常に大きく特異な形態をした柔軟構造飛翔体に取り付ける、Ｋバンド用アンテナおよびその捕捉拡大方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】宇宙ステーション（ＪＥＭ）のような非常に大きく特異な形態をした構造物は、太陽電池パドルやラジエータの駆動，搭乗員の移動等の振動要因により、常に何らかの揺れが存在する。 このような柔軟構造飛翔体に位置するアンテナによりデータ中継衛星を捕捉することは、データ中継衛星の方向が（予測により）特定できてもアンテナの指向が定まらないため、非常に困難となることが予想される。
【０００３】宇宙ステーションの運用では、膨大に発生するアプリケーションデータの送（受）信を実現するために、Ｋバンド（２０ＧＨｚ帯）系のような高帯域を利用した伝送が不可欠となる。
【０００４】Ｋバンドは指向性が強いため、捕捉用としては適さないので、このような場合、Ｓバンド（数ＧＨ
ｚ帯）捕捉追尾併用や、補助アンテナ併用等のＳバンド補助システムを利用し、アンテナの捕捉範囲を拡大する方式が、一般的に採られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｓバンド（数ＧＨｚ
帯）捕捉追尾併用や、補助アンテナ併用等のＳバンド補助システムを利用し、アンテナの捕捉範囲を拡大する方式では、必須となるＫバンド系のデータ送受信機器の搭載に加えて、Ｓバンド系の補助機器を搭載することは、
宇宙ステーションにおけるリソース（重量，電力等）の制約上、難しい。
【０００６】本発明の目的は、これらの技術的課題を解決した、副反射鏡付きＫバンド用アンテナを提供することにある。
【０００７】また本発明の他の目的は、Ｋバンド用アンテナにおいて、アンテナのビーム幅を拡げる捕捉範囲拡大方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のＫバンド用アンテナは、主反射鏡と、この主反射鏡の反射鏡軸に軸を同じにして配置された副反射鏡と、前記主反射鏡と前記副反射鏡との相対位置を前記反射鏡軸方向にずらすことのできるデフォーカス機構と、を備えることを特徴とする。
【０００９】本発明の捕捉範囲拡大方法は、副反射鏡付きＫバンド用アンテナにおいて、副反射鏡と主反射鏡の相対位値をずらすデフォーカス機構を利用して、捕捉時に副反射鏡を主反射鏡に近づけることにより、アンテナのビーム幅を広げることを特徴とする。
【００１０】
【作用】捕捉時は、副反射鏡と主反射鏡の相対位置をずらしてデフォーカスし、アンテナのビーム幅を拡げて、
ビーコン信号の送受信を行うことにより捕捉を行う。
【００１１】捕捉後の追尾時は、副反射鏡を主反射鏡のフォーカス位置に戻し、従来通りの高利得を実現したアプリケーションデータ伝送を行う。
【００１２】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００１３】図１は、本発明のＫバンド用アンテナの構成を示す図である。 このＫバンド用アンテナは、主反射鏡２と副反射鏡１とが反射鏡軸４を同一軸として配置されている。 副反射鏡１は、副反射鏡を反射鏡軸４の方向へ移動し、主反射鏡２への相対位置をずらすデフォーカス機構に取り付けられている。 デフォーカス機構自体は本発明の特徴ではなく、いかなる種類のものであってもよい。
【００１４】このようなＫバンド用アンテナにおいて、
追尾時及び捕捉時の副反射鏡１の配置について説明する。
【００１５】図２（ａ），（ｂ）は、追尾時すなわちアプリケーションデータ送受信時の副反射鏡１と主反射鏡２の相対位置、及びそのときのアンテナのビームパターンの関係を示す概念図である。 図３は、捕捉時すなわちビーコン信号送受信の副反射鏡１と主反射鏡２の相対位置、及びそのときのアンテナのビームパターンのを示す概念図である。
【００１６】追尾時には、アンテナのビーム幅を狭くして指向性を強め、捕捉時にはアンテナのビーム幅を拡げて指向性を弱め、捕捉範囲を拡大させる。
【００１７】このためには、デフォーカス機構３を利用して副反射鏡１の主反射鏡に対する相対位置を調整する。 追尾時には、図２に示すように副反射鏡１を主反射鏡２のフォーカス位置に配置し、捕捉時には、副反射鏡１を主反射鏡２に近づけることにより、アンテナのビーム幅を拡げる。
【００１８】図３（ｂ）のアンテナパターンに示すように、捕捉時は、指向性が弱くなるため、アンテナのボアサイト方向からずれた信号の送受信が可能となる。
【００１９】このようなＫバンド用アンテナを宇宙ステーションに取り付けした場合、宇宙ステーションは、約９０分の周期で飛翔しており、通信途絶→捕捉→追尾の繰り返しが頻繁に起こるが、捕捉時は、副反射鏡１と主反射鏡２の相対位置をずらしてデフォーカスし、アンテナのビーム幅を拡げて、ビーコン信号の送受信を行うことにより捕捉を行う。 捕捉後の追尾時は、副反射鏡１を元の位置（主反射鏡２のフォーカス位置）に戻し、従来通りの高利得を実現したアプリケーションデータ伝送を行う。
【００２０】図４はビーコン信号受信時の宇宙ステーション側のアンテナ６とデータ中継衛星側のアンテナ５との位置関係及び信号受信に必要な利得を稼げるアンテナビーム幅の関係を示す図である。 図中、７はビーコン信号受信に必要な利得を稼げるアンテナビーム幅、８はＪ
ＥＭ側の変動によるビーコン信号受信に必要な利得を稼げるアンテナビーム幅（ビーム方向）の変動、９は変動を考慮したビーコン信号受信可能域を示している。
【００２１】図４に示すように、宇宙ステーションのアンテナのボアサイト方向と、データ中継衛星の位置に多少のずれがあっても、捕捉を実現することができる。
【００２２】このように、デフォーカス機構を利用して、図３→図２に示す副反射鏡１の移動により、捕捉から追尾への移行をスムーズに実現することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＫバンド用アンテナおよび捕捉範囲拡大方法は、Ｓバンド捕捉追尾併用方式，補助アンテナ併用方式等の補助システム用に従来必要であったリソース（特にアンテナ）を不要とすることができる。
【図１】本発明のＫバンド用アンテナの構成を示す図である。
【図２】追尾時すなわちアプリケーションデータ送受信時の副反射鏡と主反射鏡の相対位置、及びそのときのアンテナのビームパターンの関係を示す概念図である。
【図３】捕捉時すなわちビーコン信号送受信時の副反射鏡と主反射鏡の相対位置、及びそのときのアンテナビームパターンの関係を示す概念図である。
【図４】ビーコン信号受信時の宇宙ステーションとデータ中継衛星との位置関係、及び信号受信に必要な利得を稼げるアンテナビーム幅の関係を示す図である。
１ 副反射鏡 ２ 主反射鏡 ３ デフォーカス機構 ４ 反射鏡軸 ５ データ中継衛星側アンテナ ６ ＪＥＭ側アンテナ ７ ビーコン信号受信に必要な利得を稼げるアンテナビーム幅 ８ ＪＥＭ側の変動によるビーコン信号受信に必要な利得を稼げるアンテナビーム幅（ビーム方向）の変動 ９ 変動を考慮したビーコン信号受信可能域
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