JP2000223922A

JP2000223922A - 衛星追尾装置

Info

Publication number: JP2000223922A
Application number: JP11021922A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawahara; 武川原
Original assignee: DX Antenna Co Ltd
Current assignee: DX Antenna Co Ltd
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】安価でかつ短時間で所定の衛星からの電波を
追尾しているか識別することができる。【解決手段】衛星信号受信用の平面アンテナ群２から
の受信信号が衛星受信チューナ10に供給される。衛星受
信チューナ10は、制御信号を生成し、この制御信号は、
衛星からの信号を受信していない非受信状態では、第１
の状態と第２の状態とを繰り返し、所定の衛星からの信
号を受信している受信状態では、非変化状態を継続す
る。制御部６には、制御信号が入力され、該制御信号が
非変化状態になるまでに平面アンテナ群２が前記所定の
衛星を探索するように、アンテナ駆動装置４を制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信衛星や放送衛
星のような静止衛星から電波を受信できるように、受信
用アンテナに静止衛星を追尾させる追尾装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、複数の通信衛星が打ち上げられて
いる。これら複数の通信衛星からの各電波のうち所定の
通信衛星からの電波を、追尾装置によって受信用アンテ
ナに追尾させることがある。この場合、受信された電波
が所定の衛星からの電波であるか識別する必要がある。
最近の通信衛星からの電波には、ディジタル化されたも
のや、スクランブルがかけられたものがあるので、チュ
ーナによってディジタル信号からアナログ信号に復調で
きたり、或いはスクランブルを解除することができれ
ば、所定の通信衛星からの電波を追尾できていることを
確認することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
して所定の通信衛星からの電波を追尾できていることを
識別するためには、チューナにおいてデータを解析し、
所定の通信衛星からの電波であるかを判定した後、この
判定結果を表す信号を追尾装置に供給しなければならな
い。そのため、専用のチューナを設計したり、スクラン
ブルを解除するための契約を締結しなければならず、多
大な費用と時間が必要であった。

【０００４】本発明は、安価でかつ短時間で所定の衛星
からの電波を追尾しているか識別することができる追尾
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の追尾装置は、衛星信号受信用アンテナ
と、この受信用アンテナからの受信信号が供給される受
信チューナとを有している。衛星信号受信用アンテナ
は、１台だけ設けることもできるし、複数台設けること
もできる。受信チューナは、制御信号を生成し、この制
御信号は、衛星からの信号を受信していない非受信状態
では、第１の状態と第２の状態とを繰り返し、所定の衛
星からの信号を受信している受信状態では、非変化状
態、例えば第１または第２の状態を継続する。この追尾
装置は、さらに、前記制御信号が入力され、該制御信号
が非変化状態になるまで前記衛星信号受信用アンテナに
前記所定の衛星を探索させかつ追尾させる探索追尾部も
有している。この探索追尾部は、衛星信号受信用アンテ
ナの機械的配置を変更して、所定の衛星を追尾させる機
械的追尾手段とすることもできるし、或いは衛星信号受
信用アンテナの機械的配置は変更せずに、複数台の衛星
信号受信アンテナからの受信信号を電気的に処理して、
例えば同相合成して、所定の衛星を追尾させる電気的追
尾手段とすることもできる。この追尾には、受信用アン
テナからの受信信号を利用できる。

【０００６】本発明の追尾装置によれば、探索追尾部と
して機械的探索追尾手段を使用している場合、衛星信号
受信用アンテナの機械的配置、例えば仰角や方位角を変
更して、何らかの衛星からの信号が受信できるまで追尾
を行う。追尾した衛星が所定の衛星でなければ、制御信
号は、第１の状態と第２の状態とを繰り返している。そ
こで、他の衛星からの信号を受信できるまで、また衛星
信号受信用アンテナの仰角や方位角を変更する。このよ
うにして、様々な衛星を探索して、制御信号が非変化状
態を維持するようになると、所定の衛星の探索に成功し
たことになる。なお、衛星信号受信用アンテナの機械的
配置を変更せずに、電気的に探索させることもできる。

【０００７】前記探索追尾部は、前記衛星信号受信用ア
ンテナを機械的に探索追尾させる機械的探索追尾手段
と、前記衛星信号受信用アンテナを電気的に追尾させる
電気的追尾手段とを有するものとできる。前記受信チュ
ーナは、前記衛星信号受信用アンテナから前記受信信号
が供給され、前記受信状態から前記非受信状態に変化し
たとき、前記受信信号のレベルが低下する。また、前記
受信チューナは、前記受信状態において、受信チャンネ
ルの変更が行われたとき、前記制御信号が変化する。前
記検索追尾部は、前記制御信号の極性が非変化状態とな
ったとき、前記電気的追尾手段によって前記衛星信号受
信用アンテナに前記衛星を追尾させ、前記受信信号のレ
ベルが低下したとき、前記機械的探索追尾手段によって
前記衛星信号受信用アンテナに前記衛星を探索追尾させ
る。

【０００８】例えば追尾装置が、移動体、例えば車両や
船舶に搭載されている場合、所定の衛星からの信号を受
信している受信状態から、例えば移動体の移動によって
非受信状態に変化することがある。この場合、制御信号
が第１及び第２の状態を交互に繰り返す前に、受信信号
のレベルが低下する。制御信号は、受信チューナにおい
て非受信状態になっていることが認識されてから、極性
の変化を始めるからである。この場合、大きく追尾範囲
を変化させることが可能な機械的探索追尾手段によって
衛星信号受信用アンテナに所定の衛星を探索追尾させ
る。また、受信チューナにおいて受信チャンネルの変更
が行われた場合、受信レベルの低下は起こらずに、制御
信号の極性が変化する。この場合、比較的追尾範囲が狭
くても受信状態にすることが容易であるので、電気的追
尾手段によって衛星信号受信用アンテナを追尾させる。
このように追尾手段を状況によって使い分けているの
で、円滑に追尾が行える。

【０００９】前記探索追尾部は、前記受信信号のレベル
が低下したとき、電気的追尾可能か否か判断する判断手
段を有し、電気的追尾可能時には前記電気的追尾手段に
よって前記衛星を前記衛星信号受信用アンテナに追尾さ
せ、電気追尾不能時には前記機械的探索追尾手段によっ
て前記衛星を前記衛星信号受信用アンテナに追尾させる
ことができる。

【００１０】受信信号のレベルが低下したときにも、電
気的追尾手段によって追尾可能な場合と、追尾不能な場
合とがある。そこで、電気的追尾が可能な否か判断し、
電気的追尾が可能な場合には、電気的追尾手段によって
追尾を行い、電気的追尾手段によって追尾不能な場合に
は、機械的探索追尾手段によって追尾を行う。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態の追尾装置
は、例えば車両や船舶のような移動体に搭載されるもの
で、図１に示すように、衛星信号受信用アンテナ、例え
ば平面アンテナ群２を有している。この平面アンテナ群
２は、複数の平面アンテナからなり、各平面アンテナ
は、所定の通信衛星からの電波を受信するように形成さ
れている。また、この受信した信号を、各平面アンテナ
にそれぞれ付属するコンバータによって受信信号、例え
ば第１中間周波信号（ＩＦ信号）に変換して出力する。

【００１２】この平面アンテナ群２は、機械的探索追尾
手段、例えば平面アンテナ群２の仰角及び方位角を調整
するアンテナ駆動装置４によって駆動される。このアン
テナ駆動装置４は、平面アンテナ群２の仰角及び方位角
の調整用にそれぞれ駆動部、例えばモータを有してい
る。

【００１３】このアンテナ駆動装置４を制御する制御部
６も設けられている。この制御部６に平面アンテナ群２
から受信信号が入力され、この受信信号が予め定めた基
準レベルとなるように、制御部６が各モータを制御す
る。なお、図示していないが、平面アンテナ群２には、
方位角情報取得手段、例えばジャイロが設けられてお
り、このジャイロによって平面アンテナ群２の方位角情
報が、制御部６に供給されている。さらに、この制御部
６は、平面アンテナ群２の各平面アンテナの受信信号の
位相差を検出し、これら位相が平面アンテナ群の平面ア
ンテナ中の基準となる平面アンテナの受信信号と同相と
なるように、同相合成を行う。即ち、制御部６は、電気
的追尾手段、例えば位相差検出及び同相合成装置として
も機能する。制御部６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、移
相器等によって構成されている。アンテナ駆動装置４、
制御部６が探索追尾部を構成している。

【００１４】制御部６には、信号及び電源接続装置８が
接続されている。この信号及び電源接続装置８は、受信
信号を受信チューナ、例えば衛星受信チューナ１０に供
給すると共に、平面アンテナ群２の各コンバータに対す
る動作電圧（ＤＣ）を衛星受信チューナ１０から制御部
６を介して各コンバータに供給できるようにも構成され
ている。

【００１５】衛星受信チューナ１０は、信号及び電源接
続装置８を介して供給された受信信号をテレビジョンモ
ニタ１２に供給すると共に、各コンバータに供給する動
作電圧を発生する。この動作電圧は、図３（ａ）に示す
ように＋１２Ｖの直流電圧をベースとして、第１の状
態、例えば＋１２Ｖと第２の状態、例えば＋１４Ｖの間
で変化可能なものである。この衛星受信チューナ１２
は、所定の通信衛星からの電波を周波数変換した受信信
号が供給されていない間には、予め定めた周期で＋１２
Ｖと＋１４Ｖとの状態を交互にとることを繰り返すが、
所定の通信衛星からの受信信号を受信した場合、＋１２
Ｖまたは＋１４Ｖの状態を維持するように、衛星受信チ
ューナ１０は、構成されている。

【００１６】＋１２Ｖと＋１４Ｖとへの変化は、本来、
所定の通信衛星が、異なる偏波、例えば右旋及び左旋の
両円偏波で電波を送信している場合に、所望の円偏波が
受信できるまで継続し、所望の円偏波が受信できると、
その所望の円偏波に対応する電圧を維持する。コンバー
タでは、＋１２Ｖまたは＋１４Ｖの電圧が維持される
と、その電圧に対応する偏波の電波を受信するように受
信偏波面を維持する。ただし、この追尾装置では、図示
していない別の電源回路を使用しているので、図３
（ａ）に示す電圧変化を、切換信号変換送信装置１４に
おいて別の形に変換して、平面アンテナ群２に送信する
ため信号及び電源接続装置８に供給する。

【００１７】この追尾装置では、この電圧を利用して、
所定の通信衛星からの電波を追尾できているか識別して
いる。この識別を行うため、信号及び電源接続装置８に
供給された＋１２Ｖと＋１４Ｖとで変化する電圧は、切
換信号受信装置１６において図３（ｂ）に示すような＋
５Ｖと０Ｖとの間で変化するＴＴＬレベルの制御信号に
変換され、制御部６に供給される。

【００１８】制御部６では、この制御信号の状態と受信
信号のレベルとに基づいて、平面アンテナ群２の追尾を
行う。制御部６は、図２に示すように、まずサーチを行
う（ステップＳ２）。このサーチは、アンテナ駆動装置
４の方位角及び仰角調整用モータをそれぞれ制御し、平
面アンテナ群２の仰角及び方位角を種々に変更するもの
である。このサーチに続いて、衛星が検出されたか判断
する（ステップＳ４）。この判断は、例えば受信信号の
レベルが予め定めた基準レベル以上となるか否か判断す
ることによって行える。衛星が検出されない場合、検出
されるまで、ステップＳ２、Ｓ４を繰り返す。

【００１９】衛星が検出された場合、制御信号のポラリ
ティ（極性）が変化しているか否か判断する（ステップ
Ｓ６）。この判断は、衛星受信チューナ１０が所定の通
信衛星からの信号を受信していない非受信状態では、制
御信号が予め定められた周期で＋５Ｖと０Ｖとの間で変
化しているので、この周期よりも長い期間にわたって＋
５Ｖまたは０Ｖを制御信号が維持しているかを判断する
ことによって行う。

【００２０】ポラリティが変化していると、所定の通信
衛星からの電波を受信していないので、平面アンテナ群
２に設けられているジャイロによってその衛星に対する
方位角情報を入力し（ステップＳ８）、そのときの仰角
情報（これは仰角調整用のモータの制御状態から把握で
きる）と上記ジャイロによる方位角情報とを記憶し（ス
テップＳ１０）、ステップＳ２に戻る。

【００２１】これら情報は、以下、衛星をサーチする際
に、この衛星を追尾しないようにするために使用され
る。なお、ジャイロを使用して方位角情報を得るのは、
追尾装置が移動体に搭載されることが多く、方位角調整
用のモータの制御状態からの方位角情報では、移動体の
位置が異なると、使用できないからであり、ジャイロに
よる絶対的な方位角情報を記憶している。

【００２２】ポラリティが変化していないと、所定の通
信衛星からの電波を追尾していることになる。このよう
に、衛星受信チューナ１０からの受信信号を用いて、所
定の衛星の追尾に成功しているか否かを識別しているの
で、特別に受信信号の解析を制御部６で行う必要がな
く、低コストでかつ短時間で識別できているか否かを判
断できる。これに続いて、そのとき（良好に受信できて
いるとき）のジャイロによる方位角情報と仰角情報とを
記憶し、さらに、同相合成による位相追尾を行う（ステ
ップＳ１２）。即ち、電気的追尾を行う。微少な追尾の
ずれは、機械的に行うよりも電気的に行う方が迅速に行
える。次に、受信レベルまたはポラリティが変化したか
判断する（ステップＳ１４）。

【００２３】例えば視聴者が、現在受信している偏波の
受信チャンネルと異なる偏波のチャンネルに受信を変更
した場合、図３（ｃ）に符号ａで示すように、受信レベ
ルが変化する前に、０Ｖから＋５Ｖまたは＋５Ｖから０
Ｖに変化する。受信状態が変化していないのであるか
ら、当然である。この変化があると、ステップＳ１２に
よって位相追尾が行われる。その結果、図３（ｃ）に示
すようにポラリティの変化後、コンバータでの偏波の切
換に基づいて一瞬受信レベルの低下が起こるが、位相追
尾が行われるので、即座に受信レベルの変化は収束す
る。

【００２４】一方、例えば移動体の移動によって受信不
能な状態になった場合、図３（ｃ）に符号ｂで示すよう
に、＋５Ｖから０Ｖまたは０Ｖから＋５Ｖに制御信号が
変化する前に、受信レベルが低下する。受信レベルの低
下と判断されると、電気的追尾によって追尾可能か、例
えば同相合成による位相追尾外れか判断する（ステップ
Ｓ１６）。位相追尾外れでなければ、ステップＳ１２に
戻り、位相追尾を行う。位相追尾外れであると、受信信
号がなくなっているのか、即ちレベルダウンしているの
か判断し（ステップＳ１８）、信号がなくなっているの
なら、なんらかの方位角や仰角の調整のみでは、受信状
態に戻すことが不可能であるので、ステップＳ２に戻
り、再びサーチから行う。なお、ステップＳ１６を実行
した後、ステップＳ１２の前に記憶した受信状態が良好
なときの仰角及び方位角となるようにアンテナ駆動部４
を制御してからステップＳ１８を実行してもよい。或い
は、ステップＳ１６を除去して、その代りに上記受信状
態が良好なときの仰角及び方位角となるようにアンテナ
駆動装置４を制御して、その後、受信レベルが基準レベ
ル以上であるか判断し、基準レベル以上のときにはステ
ップＳ１２に戻り、基準レベル未満のときにはステップ
Ｓ１８を実行してもよい。

【００２５】受信信号が存在する場合、例えば移動体の
移動に伴って障害物によって電波が遮られたような障害
であると判断できるので、ステップＳ１２の直前に記憶
したジャイロ情報と仰角情報とに基づいて、受信状態が
良好なときの仰角及び方位角となるようにアンテナ駆動
装置４を制御するジャイロ追尾を行い、受信レベルが復
帰したか判断する（ステップＳ２０）。受信レベルが復
帰すると、ステップＳ１２の戻り、再び位相追尾を行
う。受信信号がない状態（受信レベルダウン状態）が継
続していると、予め定めた時間が経過したか判断し、即
ちタイムアウトか判断し（ステップＳ２２）、タイムア
ウトでなければステップＳ２０に戻る。タイムアウトで
あると、ステップＳ２に戻り、サーチから再び行う。

【００２６】上記の実施の形態では、平面アンテナ群を
使用したが、パラボラアンテナ等を使用することもでき
る。また、ステップＳ２のサーチを機械的に行ったが、
電気的に行うこともできる。また、ステップＳ８、Ｓ１
０においてジャイロ情報の検出、記憶を行ったが、場合
によっては不要である。また、電気的な追尾と機械的な
追尾の両方を行うようにしたが、いずれか一方だけで行
うようにしてもよい。例えば、ステップＳ１２の位相追
尾に変えて、機械的な追尾を行ってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明による追尾装置に
よれば、受信用チューナが発生する制御信号を利用する
ことによって、所定の衛星からの電波を受信しているか
否かを短時間にかつ簡単な構成で識別することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のよる追尾装置のブロック図である。

【図２】図１の追尾装置のフローチャートである。

【図３】図１の追尾装置に使用される信号を示す図であ
る。

【符号の説明】

２平面アンテナ群（衛星信号受信用アンテナ）４アンテナ駆動装置（機械的探索追尾手段）６制御部（電気的追尾手段）１０衛星受信チューナ（受信チューナ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星信号受信用アンテナと、該受信用アンテナからの受信信号が供給され、衛星から
の信号の非受信状態では、第１の状態と第２の状態とを
繰り返し、所定の衛星からの信号の受信状態では、非変
化状態となる制御信号を生成する受信チューナと、前記制御信号が入力され、該制御信号が非変化状態にな
るまで前記衛星信号受信用アンテナに前記所定の衛星を
探索させかつ追尾させる探索追尾部とを、具備する衛星
追尾装置。
【請求項２】請求項１記載の衛星追尾装置において、前記探索追尾部は、前記衛星信号受信用アンテナを機械
的に探索追尾させる機械的探索追尾手段と、前記衛星信
号受信用アンテナを電気的に追尾させる電気的追尾手段
とを、有し、かつ前記衛星信号受信用アンテナから前記
受信信号が供給され、前記受信状態から前記非受信状態
に変化したとき、前記受信信号のレベルが低下し、前記チューナは、前記受信状態において、受信チャンネ
ルの変更が行われたとき、前記制御信号が変化し、前記探索追尾部は、前記制御信号が非変化状態となった
とき、前記電気的追尾手段によって前記衛星信号受信用
アンテナに前記所定の衛星を追尾させ、前記受信信号の
レベルが低下したとき、前記機械的探索追尾手段によっ
て前記衛星信号受信用アンテナに前記所定の衛星を探索
追尾させる衛星追尾装置。
【請求項３】請求項２記載の衛星追尾装置において、前記探索追尾部は、前記受信信号のレベルが低下したと
き、電気的追尾可能か否か判断する判断手段を有し、電
気的追尾可能時には前記電気的追尾手段によって前記所
定の衛星を前記衛星信号受信用アンテナに追尾させ、電
気追尾不能時には前記機械的探索追尾手段によって前記
所定の衛星を前記衛星信号受信用アンテナに探索追尾さ
せる衛星追尾装置。