JP2594483B2 - 自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置 - Google Patents
自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
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- G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
- G01S3/48—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems the waves arriving at the antennas being continuous or intermittent and the phase difference of signals derived therefrom being measured
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- G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
- G01S3/38—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、船舶等の移動
体上で放送衛星等の衛星から発射される電波を受信する
移動体用アンテナ装置に関する。
体上で放送衛星等の衛星から発射される電波を受信する
移動体用アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の移動体用アンテナ装置は、特開平
０２−１５９８０２号公報に記載のように平面アンテナ
を複数に分割し、第１アンテナの受信信号に対する第２
アンテナの受信信号の遅れ位相を示す位相角から平面ア
ンテナのアジマス方向及びエレベ−シヨン方向の駆動信
号を生成し、この駆動信号に基づいてモ−タドライバを
介してモ−タを駆動してアンテナの姿勢を制御し、常に
アンテナが衛星の方向を向くように自動追尾されてい
た。
０２−１５９８０２号公報に記載のように平面アンテナ
を複数に分割し、第１アンテナの受信信号に対する第２
アンテナの受信信号の遅れ位相を示す位相角から平面ア
ンテナのアジマス方向及びエレベ−シヨン方向の駆動信
号を生成し、この駆動信号に基づいてモ−タドライバを
介してモ−タを駆動してアンテナの姿勢を制御し、常に
アンテナが衛星の方向を向くように自動追尾されてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の移動体用の衛星
放送受信アンテナ装置は、位相差から衛星の方向を検出
していたため、アンテナから位相差検出手段まで回路長
（配線長）や中間に存在する回路の特性等による信号遅
れが発生すると、位相差検出回路ではこれらの要因によ
る位相差も含めて位相差出力として出力してしまうた
め、実際の衛星の位置を誤ってしまうおそれがあった。
このため、組立て時に配線長を微調整してこの位相差を
解消していた。しかしこの調整は配線長を試行錯誤で調
整するもので調整に長時間を要すると言う問題があっ
た。従って、本発明の目的は、簡単に回路の信号遅延量
の差によって発生する位相差を調整できる自動追尾式衛
星放送受信アンテナ装置を提供する事にある。
放送受信アンテナ装置は、位相差から衛星の方向を検出
していたため、アンテナから位相差検出手段まで回路長
（配線長）や中間に存在する回路の特性等による信号遅
れが発生すると、位相差検出回路ではこれらの要因によ
る位相差も含めて位相差出力として出力してしまうた
め、実際の衛星の位置を誤ってしまうおそれがあった。
このため、組立て時に配線長を微調整してこの位相差を
解消していた。しかしこの調整は配線長を試行錯誤で調
整するもので調整に長時間を要すると言う問題があっ
た。従って、本発明の目的は、簡単に回路の信号遅延量
の差によって発生する位相差を調整できる自動追尾式衛
星放送受信アンテナ装置を提供する事にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の衛星放送受信アンテナ装置では、移動体に取
り付けられた第１、第２のアンテナと、前記第１のアン
テナの受信信号と前記第２のアンテナの受信信号の位相
差信号を求める位相検出手段とを備え、位相差信号に基
づき第１、第２のアンテナを回転させて、前記第１、第
２のアンテナのビーム方向が常に衛星方向を向くように
制御する衛星放送受信アンテナ装置において、第１、第
２のアンテナの受信信号のピークを検出するピーク検出
手段と、位相検出手段の一方の入力端子に設けられ、入
力信号の位相を進ませ又は遅らせる移相手段と、移相手
段の移相量を記憶するメモリとを備え、位相調整時に、
前記ピーク検出手段で検出された第１、第２のアンテナ
の受信信号のピークの位相が一致するように前記移相手
段で入力信号の位相を変化させる事により決定された移
相量を前記メモリに記憶し、以後前記メモリに記憶され
た移相量を読み出して移相手段に供給し、前記位相検出
手段の一方の入力端子に設けられた信号の位相を補正す
るようにした。
に本発明の衛星放送受信アンテナ装置では、移動体に取
り付けられた第１、第２のアンテナと、前記第１のアン
テナの受信信号と前記第２のアンテナの受信信号の位相
差信号を求める位相検出手段とを備え、位相差信号に基
づき第１、第２のアンテナを回転させて、前記第１、第
２のアンテナのビーム方向が常に衛星方向を向くように
制御する衛星放送受信アンテナ装置において、第１、第
２のアンテナの受信信号のピークを検出するピーク検出
手段と、位相検出手段の一方の入力端子に設けられ、入
力信号の位相を進ませ又は遅らせる移相手段と、移相手
段の移相量を記憶するメモリとを備え、位相調整時に、
前記ピーク検出手段で検出された第１、第２のアンテナ
の受信信号のピークの位相が一致するように前記移相手
段で入力信号の位相を変化させる事により決定された移
相量を前記メモリに記憶し、以後前記メモリに記憶され
た移相量を読み出して移相手段に供給し、前記位相検出
手段の一方の入力端子に設けられた信号の位相を補正す
るようにした。
【０００５】
【作用】位相調整時には、ピーク検出手段で検出された
第１、第２のアンテナの受信信号のピークの位相が一致
するまで移相手段での移相量を変化させていき、ピーク
の位相が一致した時点での移相量を前記メモリに記憶す
る。以後の自動追尾時には、前記メモリに記憶された移
相量を読み出して移相手段に供給し、位相検出手段の一
方の入力端子に設けられた信号の位相を補正する事によ
り常に、位相検出手段で衛星からの受信信号のずれに基
づく位相差だけを検出できる。このようにして、２つの
アンテナからの位相検出手段への入力信号の位相がそろ
うので、位相検出手段で検出される位相差は純粋に衛星
からの距離のずれによる位相差だけとなり、正しい衛星
位置検出が可能となる。また位相調整は自動的に行われ
るので、調整の手間が省かれる。
第１、第２のアンテナの受信信号のピークの位相が一致
するまで移相手段での移相量を変化させていき、ピーク
の位相が一致した時点での移相量を前記メモリに記憶す
る。以後の自動追尾時には、前記メモリに記憶された移
相量を読み出して移相手段に供給し、位相検出手段の一
方の入力端子に設けられた信号の位相を補正する事によ
り常に、位相検出手段で衛星からの受信信号のずれに基
づく位相差だけを検出できる。このようにして、２つの
アンテナからの位相検出手段への入力信号の位相がそろ
うので、位相検出手段で検出される位相差は純粋に衛星
からの距離のずれによる位相差だけとなり、正しい衛星
位置検出が可能となる。また位相調整は自動的に行われ
るので、調整の手間が省かれる。
【０００６】
【実施例】図１に本発明の移動体用アンテナ装置の実施
例の構造図を示す。図１（ａ）はレドーム２を取り払っ
た状態での平面図であり、図１（ｂ) は側面の部分断面
図である。
例の構造図を示す。図１（ａ）はレドーム２を取り払っ
た状態での平面図であり、図１（ｂ) は側面の部分断面
図である。
【０００７】筐体１にはレドーム２が被せられている。
筐体１内には、本アンテナの回路および機構部がすべて
収納されている。本アンテナは、列車または自動車の屋
根部や船舶に取り付けられる。本アンテナの主要部であ
る、アンテナユニットＡは平面アンテナである第１のア
ンテナ基板３、第２のアンテナ基板４と両基板を結ぶ連
結板５からなり、図示のように略Ｚ字型に接続されてい
る。本実施例では簡単の為にチルト角θはゼロとして記
載してあるが、実際には第１のアンテナ基板３、第２の
アンテナ基板４はそれぞれ連結板５とチルト角θをもっ
て接続される。
筐体１内には、本アンテナの回路および機構部がすべて
収納されている。本アンテナは、列車または自動車の屋
根部や船舶に取り付けられる。本アンテナの主要部であ
る、アンテナユニットＡは平面アンテナである第１のア
ンテナ基板３、第２のアンテナ基板４と両基板を結ぶ連
結板５からなり、図示のように略Ｚ字型に接続されてい
る。本実施例では簡単の為にチルト角θはゼロとして記
載してあるが、実際には第１のアンテナ基板３、第２の
アンテナ基板４はそれぞれ連結板５とチルト角θをもっ
て接続される。
【０００８】このチルト角θは第１のアンテナ基板３、
第２のアンテナ基板４が受信信号の到来方向でアンテナ
ユニットＡがエレベーション方向に実用駆動角度範囲内
で回転されても重ならないように少なくとも０°以上、
日本国内の実用駆動角度範囲内（２３°〜５３°）では
最適には０°から４０°に設定される。 第１のアンテ
ナ基板３には、内部に図３に示すような、第１のアンテ
ナ回路と、第２のアンテナ回路が配置されており、第１
のアンテナ回路と、第２のアンテナ回路の受信信号の位
相差からアンテナユニットの駆動方向が決定される。
第２のアンテナ基板４が受信信号の到来方向でアンテナ
ユニットＡがエレベーション方向に実用駆動角度範囲内
で回転されても重ならないように少なくとも０°以上、
日本国内の実用駆動角度範囲内（２３°〜５３°）では
最適には０°から４０°に設定される。 第１のアンテ
ナ基板３には、内部に図３に示すような、第１のアンテ
ナ回路と、第２のアンテナ回路が配置されており、第１
のアンテナ回路と、第２のアンテナ回路の受信信号の位
相差からアンテナユニットの駆動方向が決定される。
【０００９】連結板５の中央部には回転軸６が設けら
れ、ここを回転中心としてエレベーション用モータ７に
よってアンテナユニットＡはエレベーション方向に回転
駆動される。アンテナユニットＡは回転基板８上に軸受
け板１０ａ，１０ｂを介して保持されている。回転基板
８の回転軸１１は軸受け１２によって、筐体１に保持さ
れる。回転基板８の周囲には歯車が切られたゴム製ベル
トが固定されており、アジマス用モータ１３の回転軸に
はめられた歯車がこのベルトの歯車と噛み合うようにア
ジマス用モータ１３が筐体１に固定されており、アジマ
ス用モータ１３の回転によって回転基板８がアジマス方
向に３６０°回転する。
れ、ここを回転中心としてエレベーション用モータ７に
よってアンテナユニットＡはエレベーション方向に回転
駆動される。アンテナユニットＡは回転基板８上に軸受
け板１０ａ，１０ｂを介して保持されている。回転基板
８の回転軸１１は軸受け１２によって、筐体１に保持さ
れる。回転基板８の周囲には歯車が切られたゴム製ベル
トが固定されており、アジマス用モータ１３の回転軸に
はめられた歯車がこのベルトの歯車と噛み合うようにア
ジマス用モータ１３が筐体１に固定されており、アジマ
ス用モータ１３の回転によって回転基板８がアジマス方
向に３６０°回転する。
【００１０】第１のアンテナ基板３、第２のアンテナ基
板４の裏面にはチューナー回路１４，１５が固定されて
いる。チューナー回路１４，１５からの出力および、エ
レべーション用モータ７への制御信号、電力はスリップ
リング１６を介して伝達される。回転基板８には切り欠
き部２１が設けられており、第１のアンテナ基板３の先
端部はエレべーション用モータ７の駆動力によって回転
軸６を中心に回転する場合の最下点は筐体の回転基板８
の下にまで達する。
板４の裏面にはチューナー回路１４，１５が固定されて
いる。チューナー回路１４，１５からの出力および、エ
レべーション用モータ７への制御信号、電力はスリップ
リング１６を介して伝達される。回転基板８には切り欠
き部２１が設けられており、第１のアンテナ基板３の先
端部はエレべーション用モータ７の駆動力によって回転
軸６を中心に回転する場合の最下点は筐体の回転基板８
の下にまで達する。
【００１１】アンテナユニットＡの駆動の為の信号系に
ついて説明する。第１のアンテナ基板３は回路的には更
に２分割されている。第１のアンテナ基板に搭載された
平面アンテナを平面アンテナα，平面アンテナβ，第２
のアンテナ基板に搭載された平面アンテナを平面アンテ
ナγとすると、第１のアンテナ基板に搭載された平面ア
ンテナα，βの出力信号の位相差からアジマス方向（軸
１１の回転方向）の駆動信号が得られ、平面アンテナγ
と平面アンテナαおよびβの出力信号の位相差からエレ
ベーション方向（回転軸６の回転方向）の駆動信号を得
る。
ついて説明する。第１のアンテナ基板３は回路的には更
に２分割されている。第１のアンテナ基板に搭載された
平面アンテナを平面アンテナα，平面アンテナβ，第２
のアンテナ基板に搭載された平面アンテナを平面アンテ
ナγとすると、第１のアンテナ基板に搭載された平面ア
ンテナα，βの出力信号の位相差からアジマス方向（軸
１１の回転方向）の駆動信号が得られ、平面アンテナγ
と平面アンテナαおよびβの出力信号の位相差からエレ
ベーション方向（回転軸６の回転方向）の駆動信号を得
る。
【００１２】平面アンテナα，β，γからの信号はＲＦ
コンバータ１６に供給される。ＲＦコンバータ１６には
ＲＦアンプ１６１，１６２，１６３，ミキサー兼ＩＦア
ンプ（中間周波増幅器）１６４，１６５，１６６，誘電
体共振器１６７を備える。３つのアンテナの出力は分波
器１７１，１７２，１７３および合波器１８１，１８２
で単純合成および同相合成され回転結合アンテナ１８４
を介して外部チューナーに供給される。
コンバータ１６に供給される。ＲＦコンバータ１６には
ＲＦアンプ１６１，１６２，１６３，ミキサー兼ＩＦア
ンプ（中間周波増幅器）１６４，１６５，１６６，誘電
体共振器１６７を備える。３つのアンテナの出力は分波
器１７１，１７２，１７３および合波器１８１，１８２
で単純合成および同相合成され回転結合アンテナ１８４
を介して外部チューナーに供給される。
【００１３】３つのアンテナの出力はまた分波器１７
１，１７２，１７３で分割された後誤差信号処理回路５
０に供給され、ＢＳチューナ５１，５２，５３で第２中
間周波数（約４０３ＭＨｚ）に変換され、誤差信号検出
回路５０ｂに供給される。誤差信号検出回路５０ｂはＢ
Ｓチューナ５１，５２，５３の出力信号を用いてアジマ
ス回動面に投影したアンテナユニットＡの指向方向と電
波の到来方向との偏角を示すアジマス誤差信号、およ
び、エレベーション方向と電波の到来方向との偏角を示
すエレベーション誤差信号を発生し、エレベーションモ
ータ７およびアジマスモータ１４の駆動制御回路（ＣＰ
Ｕ）６０に供給する。
１，１７２，１７３で分割された後誤差信号処理回路５
０に供給され、ＢＳチューナ５１，５２，５３で第２中
間周波数（約４０３ＭＨｚ）に変換され、誤差信号検出
回路５０ｂに供給される。誤差信号検出回路５０ｂはＢ
Ｓチューナ５１，５２，５３の出力信号を用いてアジマ
ス回動面に投影したアンテナユニットＡの指向方向と電
波の到来方向との偏角を示すアジマス誤差信号、およ
び、エレベーション方向と電波の到来方向との偏角を示
すエレベーション誤差信号を発生し、エレベーションモ
ータ７およびアジマスモータ１４の駆動制御回路（ＣＰ
Ｕ）６０に供給する。
【００１４】ＢＳチューナ５２，５３の出力信号は本発
明にかかる位相補正回路５５，５６に接続されている。
位相補正回路５５によって後述する方法によりＲＦアン
プ１６２からＢＳチューナ（ＩＦアンプ）５２までの回
路長と、ＲＦアンプ１６１からＢＳチューナ（ＩＦアン
プ）５１までの回路長に起因する位相誤差が補正され
る。 また位相補正回路５６によってＲＦアンプ１６３
からＢＳチューナ（ＩＦアンプ）５３までの回路長と、
ＲＦアンプ１６１からＢＳチューナ（ＩＦアンプ）５１
までの回路長に起因する位相誤差が補正される。駆動制
御回路６０はアジマス誤差信号、および、エレベーショ
ン誤差信号から、エレベーションモータ７およびアジマ
スモータ１４の駆動回路６１，６２を制御し、誤差が無
くなるようにアンテナユニットＡを回転する。尚、誤差
信号処理回路５０はエレベーション誤差信号検出部とア
ジマス誤差信号検出部からなる。
明にかかる位相補正回路５５，５６に接続されている。
位相補正回路５５によって後述する方法によりＲＦアン
プ１６２からＢＳチューナ（ＩＦアンプ）５２までの回
路長と、ＲＦアンプ１６１からＢＳチューナ（ＩＦアン
プ）５１までの回路長に起因する位相誤差が補正され
る。 また位相補正回路５６によってＲＦアンプ１６３
からＢＳチューナ（ＩＦアンプ）５３までの回路長と、
ＲＦアンプ１６１からＢＳチューナ（ＩＦアンプ）５１
までの回路長に起因する位相誤差が補正される。駆動制
御回路６０はアジマス誤差信号、および、エレベーショ
ン誤差信号から、エレベーションモータ７およびアジマ
スモータ１４の駆動回路６１，６２を制御し、誤差が無
くなるようにアンテナユニットＡを回転する。尚、誤差
信号処理回路５０はエレベーション誤差信号検出部とア
ジマス誤差信号検出部からなる。
【００１５】これらの誤差信号検出回路５０ｂにおいて
生成されたアジマス誤差信号ｓｉｎθ，ｃｏｓθおよび
エレベーション誤差信号ｓｉｎθ，ｃｏｓθは、Ａ／Ｄ
変換された後ＣＰＵ６０に与えられる。ＣＰＵ６０は、
各誤差信号に基づいてアンテナユニット１の指向方向の
修正量を示すアジマスオフセットデータ（Ｄａ）及びエ
レベーションオフセットデータ（Ｄｅ）を求め、前者を
アジマスモータドライバ６１に後者をエレベーションモ
ータドライバ６２にそれぞれ転送する。
生成されたアジマス誤差信号ｓｉｎθ，ｃｏｓθおよび
エレベーション誤差信号ｓｉｎθ，ｃｏｓθは、Ａ／Ｄ
変換された後ＣＰＵ６０に与えられる。ＣＰＵ６０は、
各誤差信号に基づいてアンテナユニット１の指向方向の
修正量を示すアジマスオフセットデータ（Ｄａ）及びエ
レベーションオフセットデータ（Ｄｅ）を求め、前者を
アジマスモータドライバ６１に後者をエレベーションモ
ータドライバ６２にそれぞれ転送する。
【００１６】ここで、上述した位相補正における位相補
正用データの登録手続きを含む全体の位相調整動作を説
明する。図４に示すように、まず、初期処理を行った
（ステップ５２２）後、位相補正器の入力レベルを最適
化した回路ゲインを保持し、誤差信号検出回路５ｂにお
いて生成された誤差信号のＡ／Ｄ変換値をＣＰＵ６０に
取り込んだ後、アジマス誤差信号のｓｉｎ成分とｃｏｓ
成分の自乗平均処理を行って求めた受信信号のレベルの
大小判断により信号ピークの粗検索を行う。（ステップ
５２３，５２４）次に位相比較による精密検索を行う。
アジマス方向に時計回り方向に１５度回転させた後反時
計回り方向に３０度回転させ、３０度の角度範囲内での
受信データをサンプリングし（ステップ５２５）、アジ
マス方向のピークを検出する（ステップ５２６）。図５
に示すように、ピーク値の０．７のレベルの２点Ａ，Ｂ
を求め、この２点Ａ，Ｂの中点の回転角の所に信号ピー
クが存在するとみなす。これは、ノイズ等により疑似ピ
ークが発生した場合にその点をピークと間違わないため
である。
正用データの登録手続きを含む全体の位相調整動作を説
明する。図４に示すように、まず、初期処理を行った
（ステップ５２２）後、位相補正器の入力レベルを最適
化した回路ゲインを保持し、誤差信号検出回路５ｂにお
いて生成された誤差信号のＡ／Ｄ変換値をＣＰＵ６０に
取り込んだ後、アジマス誤差信号のｓｉｎ成分とｃｏｓ
成分の自乗平均処理を行って求めた受信信号のレベルの
大小判断により信号ピークの粗検索を行う。（ステップ
５２３，５２４）次に位相比較による精密検索を行う。
アジマス方向に時計回り方向に１５度回転させた後反時
計回り方向に３０度回転させ、３０度の角度範囲内での
受信データをサンプリングし（ステップ５２５）、アジ
マス方向のピークを検出する（ステップ５２６）。図５
に示すように、ピーク値の０．７のレベルの２点Ａ，Ｂ
を求め、この２点Ａ，Ｂの中点の回転角の所に信号ピー
クが存在するとみなす。これは、ノイズ等により疑似ピ
ークが発生した場合にその点をピークと間違わないため
である。
【００１７】ノイズが有っても全体波形が左右ほぼ対称
ならば信号レベルでスライスした場合の２点間の中点は
ほぼピークの存在する角度になるからである。このとき
のチューナ５１と５２の出力の信号は位相がずれてい
る。そこで、上記の位相補正回路５５を働かせて位相を
シフトする。（ステップ５２７）。次にエレベーション
方向にも回転させ（ステップ５２８）、ピーク検出し
（ステップ５２９）、アジマスと同様にして位相補正回
路５６による位相調整を行い（ステップ５３０）位相調
整が終了する。このときの補正値を位相補正用のデータ
として移相量メモリ６０１に記憶し（ステップ５３
２）、調整終了表示を行い（ステップ５３３）、位相調
整作業を終了する。
ならば信号レベルでスライスした場合の２点間の中点は
ほぼピークの存在する角度になるからである。このとき
のチューナ５１と５２の出力の信号は位相がずれてい
る。そこで、上記の位相補正回路５５を働かせて位相を
シフトする。（ステップ５２７）。次にエレベーション
方向にも回転させ（ステップ５２８）、ピーク検出し
（ステップ５２９）、アジマスと同様にして位相補正回
路５６による位相調整を行い（ステップ５３０）位相調
整が終了する。このときの補正値を位相補正用のデータ
として移相量メモリ６０１に記憶し（ステップ５３
２）、調整終了表示を行い（ステップ５３３）、位相調
整作業を終了する。
【００１８】以上のように、ＣＰＵ６０で速やかに補正
値を変化させ位相が一致する点を見つけ自動的に位相調
整を行うので調整の手間が省ける。以後の自動追尾制御
時には、移相量メモリ６０１に記憶された移相量が位相
補正用のデータとして読み出され、Ｄ／Ａ変換回路５７
に供給されるので以後は回路の信号遅延量の差に起因す
る位相のずれのない位相検出ができる。
値を変化させ位相が一致する点を見つけ自動的に位相調
整を行うので調整の手間が省ける。以後の自動追尾制御
時には、移相量メモリ６０１に記憶された移相量が位相
補正用のデータとして読み出され、Ｄ／Ａ変換回路５７
に供給されるので以後は回路の信号遅延量の差に起因す
る位相のずれのない位相検出ができる。
【００１９】次に、位相補正回路５５，５６による移相
方法の原理を説明する。位相補正回路５５，５６は、図
３に示すように、信号入力端子５１１と受信信号Sin ω
t をSin 信号成分とCos 信号成分に分離する０°ー９０
°スプリッタ（もしくは０°ー９０°遅延線路）５１２
と、ＣＰＵ６０に接続されたＤ／Ａコンバータ５７と、
０°ー９０°スプリッタ５１２およびＤ／Ａコンバータ
５７に接続され sin信号成分とＣＰＵ６０から供給され
る第２の補正Ａ cosθを掛け合わせる第１の掛け算回路
（ＭＩＸＥＲ）５１５と、０°ー９０°スプリッタ５１
２およびＤ／Ａコンバータ５７に接続され cos信号成分
とＣＰＵ６０から供給される第１の補正Ａ sinθを掛け
合わせる第２の掛け算回路（ＭＩＸＥＲ）５１６と, 第
１の掛け算回路５１５の出力と第２の掛け算回路の５１
６出力を加算する加算回路（ＣＯＭＢＩＮＥＲ）５１７
と、出力端子５１８から構成される。ＣＰＵ６０とＤ／
Ａコンバータ５７は第１の補正信号Ａ sinθと第２の補
正Ａ cosθを発生する補正信号発生回路として動作す
る。
方法の原理を説明する。位相補正回路５５，５６は、図
３に示すように、信号入力端子５１１と受信信号Sin ω
t をSin 信号成分とCos 信号成分に分離する０°ー９０
°スプリッタ（もしくは０°ー９０°遅延線路）５１２
と、ＣＰＵ６０に接続されたＤ／Ａコンバータ５７と、
０°ー９０°スプリッタ５１２およびＤ／Ａコンバータ
５７に接続され sin信号成分とＣＰＵ６０から供給され
る第２の補正Ａ cosθを掛け合わせる第１の掛け算回路
（ＭＩＸＥＲ）５１５と、０°ー９０°スプリッタ５１
２およびＤ／Ａコンバータ５７に接続され cos信号成分
とＣＰＵ６０から供給される第１の補正Ａ sinθを掛け
合わせる第２の掛け算回路（ＭＩＸＥＲ）５１６と, 第
１の掛け算回路５１５の出力と第２の掛け算回路の５１
６出力を加算する加算回路（ＣＯＭＢＩＮＥＲ）５１７
と、出力端子５１８から構成される。ＣＰＵ６０とＤ／
Ａコンバータ５７は第１の補正信号Ａ sinθと第２の補
正Ａ cosθを発生する補正信号発生回路として動作す
る。
【００２０】位相補正回路５５，５６入力された一方の
受信信号は、０°ー９０°スプリッタ５１２で sin信号
成分と cos信号成分に分離される。ＣＰＵ６０からなる
補正信号発生手段は入力信号の位相のずれに応じて、第
１の補正信号Ａ sinθ’と第２の補正信号Ａ cosθ’を
発生する。第１の掛け算回路５１５で sin信号成分と第
２の補正信号Ａ cosθ’が掛け合わされ、第２の掛け算
回路５１６で cos信号成分と第１の補正信号Ａ sinθ’
が掛け合わされる。第１、第２の掛け算手段の出力はそ
れぞれ、 Ａ sinωt ×Ａ cosθ’，Ａ cosωt ×Ａ sinθ’ となる。
受信信号は、０°ー９０°スプリッタ５１２で sin信号
成分と cos信号成分に分離される。ＣＰＵ６０からなる
補正信号発生手段は入力信号の位相のずれに応じて、第
１の補正信号Ａ sinθ’と第２の補正信号Ａ cosθ’を
発生する。第１の掛け算回路５１５で sin信号成分と第
２の補正信号Ａ cosθ’が掛け合わされ、第２の掛け算
回路５１６で cos信号成分と第１の補正信号Ａ sinθ’
が掛け合わされる。第１、第２の掛け算手段の出力はそ
れぞれ、 Ａ sinωt ×Ａ cosθ’，Ａ cosωt ×Ａ sinθ’ となる。
【００２１】両掛け算回路５１５，５１６の出力が加算
回路５１７で加算され、入力信号に対して位相がずれた
信号が出力される。加算回路５１７の出力は、 Ａ sinωt ×Ａ cosθ’＋Ａ cosωt ×Ａ sinθ’ となるが、三角関数の加法定理によれば、 Ａ sinωt ×Ａ cosθ’＋Ａ cosωt ×Ａ sinθ’ ＝Ａ sinωt+θ’) ・・・（１） となる。
回路５１７で加算され、入力信号に対して位相がずれた
信号が出力される。加算回路５１７の出力は、 Ａ sinωt ×Ａ cosθ’＋Ａ cosωt ×Ａ sinθ’ となるが、三角関数の加法定理によれば、 Ａ sinωt ×Ａ cosθ’＋Ａ cosωt ×Ａ sinθ’ ＝Ａ sinωt+θ’) ・・・（１） となる。
【００２２】ここで入力信号が位相差θだけ他方の入力
信号とずれているとすると、入力信号のSin 信号成分と
Cos 信号成分はそれぞれ、Ａ sinωt ＋θ) ，Ａ cosω
t ＋θ) となるので、（１）式は Ａ sinωt ＋θ) ×Ａ cosθ' ＋Ａ cosωt ＋θ) ×Ａ sinθ' ＝Ａ sin｛( ωt ＋θ)+θ’｝ ・・・（２） となり、第１の補正信号Ａ sinθ’と第２の補正Ａ cos
θ’の回転角θ’を 回転角θ’＝−位相差θ ・・・（３） とすれば、移相手段の出力には位相差θが取り除かれた
信号が出力される。
信号とずれているとすると、入力信号のSin 信号成分と
Cos 信号成分はそれぞれ、Ａ sinωt ＋θ) ，Ａ cosω
t ＋θ) となるので、（１）式は Ａ sinωt ＋θ) ×Ａ cosθ' ＋Ａ cosωt ＋θ) ×Ａ sinθ' ＝Ａ sin｛( ωt ＋θ)+θ’｝ ・・・（２） となり、第１の補正信号Ａ sinθ’と第２の補正Ａ cos
θ’の回転角θ’を 回転角θ’＝−位相差θ ・・・（３） とすれば、移相手段の出力には位相差θが取り除かれた
信号が出力される。
【００２３】尚、位相差θの絶対値が予め測定できる場
合は、第１の補正信号Ａｓｉｎθ’と第２の補正Ａｃｏ
ｓθ’の回転角θ’を一度に回転角θ’を回転角θ’＝
一位相差θとして出力する事もできるが、回転角θ’を
徐徐に増加・減少させて一位相差θに近づける事もでき
る。本実施例では後者の方法をとっている。
合は、第１の補正信号Ａｓｉｎθ’と第２の補正Ａｃｏ
ｓθ’の回転角θ’を一度に回転角θ’を回転角θ’＝
一位相差θとして出力する事もできるが、回転角θ’を
徐徐に増加・減少させて一位相差θに近づける事もでき
る。本実施例では後者の方法をとっている。
【００２４】このようにして、２つのアンテナからの位
相検出手段への入力信号の位相がそろうので、位相検出
手段で検出される位相差は純粋に衛星からの距離のずれ
による位相差だけとなり、正しい衛星位置検出が可能と
なる。
相検出手段への入力信号の位相がそろうので、位相検出
手段で検出される位相差は純粋に衛星からの距離のずれ
による位相差だけとなり、正しい衛星位置検出が可能と
なる。
【００２５】図６を用いてより具体的な動作を説明す
る。受信信号のベクトル方向が図６（ａ）のＰＯＩＮＴ
に示す位置にあるとした場合、この信号を反時計回りに
位相回転させて制御基準のｓｉｎ成分＝０の位置まで移
動するには、図６（ｂ）のＰＯＩＮＴ’に示す位相状態
の信号を加算すれば良い。そこで、図６（ｂ）の回転角
θとｓｉｎθ、ｓｉｎθの関係をテーブルに記憶し、回
転角θに応じてこのテーブルを参照する事により補正信
号を決定して１６ＢＩＴのデジタル補正信号としてＤ／
Ａコンバータ５７に出力する。このテーブルは一回転３
６０゜を２０４８に分割した４５／２５６度を１単位と
してデータを記憶してある。
る。受信信号のベクトル方向が図６（ａ）のＰＯＩＮＴ
に示す位置にあるとした場合、この信号を反時計回りに
位相回転させて制御基準のｓｉｎ成分＝０の位置まで移
動するには、図６（ｂ）のＰＯＩＮＴ’に示す位相状態
の信号を加算すれば良い。そこで、図６（ｂ）の回転角
θとｓｉｎθ、ｓｉｎθの関係をテーブルに記憶し、回
転角θに応じてこのテーブルを参照する事により補正信
号を決定して１６ＢＩＴのデジタル補正信号としてＤ／
Ａコンバータ５７に出力する。このテーブルは一回転３
６０゜を２０４８に分割した４５／２５６度を１単位と
してデータを記憶してある。
【００２６】次に、図７のフローチャートを参照しなが
ら位相調整時の移相量を決定する動作を説明する。ま
ず、受信信号ｓｉｎωｔのｓｉｎ信号成分とｃｏｓ信号
成分とに分離したときのｓｉｎ信号成分とｃｏｓ信号成
分の符号及び値から受信信号のベクトル位置を求め、制
御方向を決定する（ステップ７０１）。受信信号がセン
ター近傍以外の場合には前記単位制御量の４単位分毎に
補正信号を増減していき、センター近傍内の場合には１
単位ずつの変化に変え精密な制御を行う。
ら位相調整時の移相量を決定する動作を説明する。ま
ず、受信信号ｓｉｎωｔのｓｉｎ信号成分とｃｏｓ信号
成分とに分離したときのｓｉｎ信号成分とｃｏｓ信号成
分の符号及び値から受信信号のベクトル位置を求め、制
御方向を決定する（ステップ７０１）。受信信号がセン
ター近傍以外の場合には前記単位制御量の４単位分毎に
補正信号を増減していき、センター近傍内の場合には１
単位ずつの変化に変え精密な制御を行う。
【００２７】図６ではＰＯＩＮＴが第４象限にあるの
で、これをセンタまで回転させるには回転角をθ’＝４
×４５／２５６とした場合の補正信号ｓｉｎθ’、ｃｏ
ｓθ’をテーブルから読み出し（ステップ７０２，７０
４）、第１、第２の掛け算回路（ＭＩＸＥＲ）５１５，
５１６に加える（ステップ７０３，７０５）。すると、
位相補正回路５５の出力が変化する（ステップ７０
６）。この動作を位相差がゼロになる迄繰り返す。そし
て、位相差がゼロになった時にＤ／Ａ変換器５７に供給
されている移相量データを移相量メモリ６０１に記憶す
る（ステップ７０７）。
で、これをセンタまで回転させるには回転角をθ’＝４
×４５／２５６とした場合の補正信号ｓｉｎθ’、ｃｏ
ｓθ’をテーブルから読み出し（ステップ７０２，７０
４）、第１、第２の掛け算回路（ＭＩＸＥＲ）５１５，
５１６に加える（ステップ７０３，７０５）。すると、
位相補正回路５５の出力が変化する（ステップ７０
６）。この動作を位相差がゼロになる迄繰り返す。そし
て、位相差がゼロになった時にＤ／Ａ変換器５７に供給
されている移相量データを移相量メモリ６０１に記憶す
る（ステップ７０７）。
【００２８】以上のように本実施例では受信信号のピー
クが同じ位相になるように自動調整を行うので調整が容
易になる。
クが同じ位相になるように自動調整を行うので調整が容
易になる。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば簡単に回路の信号遅延量の差によって発生する位相
差を調整できる自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置を
提供する事ができる。
れば簡単に回路の信号遅延量の差によって発生する位相
差を調整できる自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置を
提供する事ができる。
【図１】本発明の一実施例の自動追尾式衛星放送受信ア
ンテナ装置の外観図である。
ンテナ装置の外観図である。
【図２】上記実施例のアンテナ装置の回路構成図であ
る。
る。
【図３】図２中の位相補正回路５５，５６の回路図であ
る。
る。
【図４】図２の回路における位相補正用データの登録手
続きを説明するフローチャートである。
続きを説明するフローチャートである。
【図５】図２の回路におけるピーク検出を説明する説明
図である。
図である。
【図６】図２の回路における位相補正を説明する説明図
である。
である。
【図７】図２の回路における位相補正動作を説明するフ
ローチャートである。
ローチャートである。
１ 筐体 ２ レドーム ３ 第１アンテナ基板 ４ 第２アンテナ基板 ５ 連結部材 ６ 回転軸 ７ エレベーションモータ ８ 回転基板 １０ 軸受け板 １１ 軸 １２ 軸受け １３ ベルト １４ アジマスモータ １５ スリップリング ５０ 誤差信号処理回路 ５５，５６ 位相補正回路 ６０ ピーク検出、モータ制御等を行うＣＰＵ ６０１ 移相量メモリ
フロントページの続き (72)発明者 尾島 孝 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新日本製鐵株式会社内 (72)発明者 落合 誠 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 新日本製鐵株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−250502（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−93910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−51631（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−72987（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】衛星からの電波を受信する第１、第２のア
ンテナと、 前記第１のアンテナの受信信号と前記第２のアンテナの
受信信号の位相差信号を求める位相検出手段とを備え、前記 位相差信号に基づき第１、第２のアンテナのビーム
方向が常に衛星方向を向くように制御する移動体用の自
動追尾式衛星放送受信アンテナ装置において、前記第１、第２のアンテナの受信信号のピークを検出
し、そのときの前記位相差信号に基づき第１、第２のア
ンテナの受信信号の位相誤差を求める手段と、 前記位相検出手段の少なくとも一方の入力端子に設けら
れ、前記第１、第２のアンテナからの受信信号を前記位
相誤差分の位相を進ませ又は遅らせ位相を補正する移相
手段と、 前記移相手段の前記受信信号の位相を進ませ又は遅らせ
るべき移相量を記憶するメモリとを備え、 位相調整時に、前記第１、第２のアンテナの受信信号が
前記位相検出手段において前記第１、第２の受信信号の
位相が一致するように前記手段で求められた前記位相誤
差である移相量を前記メモリに記憶し、以後前記メモリ
に記憶された前記位相誤差である移相量を読み出して移
相手段に供給し、前記位相検出手段の一方の入力端子入
力される前記第１、第２の受信信号の位相を補正する事
を特徴とする自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記メモリに記憶される移相量は、 前記第一のアンテナから前記位相検出手段の一方の入力
端子までに生じる信号遅延量と前記第２のアンテナから
前記位相検出手段の他方の入力端子までに生じる信号遅
延量の差によって前記位相検出手段の２つの入力信号に
発生する位相差を補正する事により前記第一、第二のア
ンテナの受信信号の位相が一致するように決定された移
相量である事を特徴とする自動追尾式衛星放送受信アン
テナ装置。 - 【請求項３】移動体本体に取り付けられた、衛星放送受
信用の自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置であって、前記移動体本体に取り付けられた、前記衛星からの電波
を受信するための第１、第２のアンテナを有するアンテ
ナ・ユニットと 、前記第１のアンテナによって受信された信号を第１の受
信信号に変換するための第１のチューナ手段と、 前記第２のアンテナによって受信された信号を第２の受
信信号に変換するための第２のチューナ手段と、 前記第１の受信信号と前記第２の受信信号との間の位相
差を検出して位相誤差信号を発生するための誤差信号検
出手段であって、前記位相誤差信号が、ｓｉｎ成分とｃ
ｏｓ成分とを有するとともに、前記信号の到来方向と前
記アンテナ・ユニットの指向方向との間の偏角を示す、
前記誤差信号検出手段と、 前記第１の受信信号の位相を進ませ又は遅らせるための
移相手段と、 制御手段と、 メモリ手段とを含み、 前記制御手段が、前記位相誤差信号の前記ｓｉｎ及びｃ
ｏｓ成分の自乗平均を計算し、その自乗平均の最大値に
おける前記第１の受信信号と前記第２の受信信号との間
の位相差を検出し、その位相差に基づいて進ませ又は遅
らせるべき位相を表す移相量を得、 前記メモリ手段が、前記移相量を格納し、 前記移相手段が、前記第１の受信信号の位相を前記移相
量だけ進ませ又は遅らせることを特徴とする自動追尾式
衛星放送受信アンテナ装置。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記移相量が、前記第１のアンテナから前記誤差信号検
出手段までに生じる第１の信号遅延量と第２のアンテナ
から前記誤差信号検出手段までに生じる第２の信号遅延
量との差から生じる位相差量に対応するこ とを特徴とす
る自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置。 - 【請求項５】 移動体本体に取り付けられた、衛星放送
受信用の自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置であっ
て、 前記移動体本体に取付けられた、前記衛星から放射され
る信号を受信するための第１、第２、第３のアンテナを
有するアンテナユニットであって、前記第１のアンテナ
は第１の平面に取り付けられていると共に第１のビーム
方向を有し、第２のアンテナは前記第１の平面に取り付
けられていると共に第２のビーム方向を有し、前記第３
のアンテナは第二の平面に取り付けられていると共に第
３のビーム方向を有する前記アンテナユニットと、 前記第１のアンテナによって受信された前記信号を第１
の受信信号に変換するための第１のチューナ手段と、 前記第２のアンテナによって受信された前記信号を第２
の受信信号に変換するための第２のチューナ手段と、 前記第３のアンテナによって受信された前記信号を第３
の受信信号に変換するための第３のチューナ手段と、 前記第１の受信信号と前記第２の受信信号とを合成して
合成受信信号を発生する合成手段と、 前記第１の受信信号と前記第２の受信信号との間の位相
差を検出してアジマス誤差信号を発生するためのアジマ
ス誤差信号検出手段であって、前記アジマス誤差信号
が、ｓｉｎ成分とｃｏｓ成分とを有するとともに、前記
信号の到来方向と前記第１のビーム方向との間のアジマ
ス偏角を示す、前記アジマス誤差信号検出手段と、 前記合成受信信号と前記第３の受信信号との間の位相差
を検出してエレベーション誤差信号を発生するためのエ
レベーション誤差信号検出手段であって、前記エレベー
ション誤差信号が、ｓｉｎ成分とｃｏｓ成分とを有する
とともに、前記信号の到来方向と前記第３のビーム方向
との間のエレベーション偏角を示す、前記エレベーシヨ
ン誤差信号検出手段と、 前記第１の受信信号の位相を進ませ又は遅らせるための
第１の移相手段と、 前記第３の受信信号の位相を進ませ又は遅らせるための
第２の移相手段と、 制御手段と、 メモリ手段とを含み、 前記制御手段が、前記アジマス誤差信号の前記ｓｉｎ成
分とｃｏｓ成分の第１ の自乗平均を計算し、前記第１の
自乗平均の第１の最大値における前記第１の受信信号と
前記第２の受信信号との間の第１の位相差を検出し、前
記第１の位相差に基づいて進ませ又は遅らせるべき位相
を表す第１の移相量を得、 前記メモリ手段が前記第１の移相量を格納し、 前記第１の移相手段が、前記第１の受信信号の位相を前
記第１の位相量だけ進ませ又は遅らせ、 その後、前記制御手段が前記エレベーション誤差信号の
前記ｓｉｎ及びｃｏｓ成分の第２の自乗平均を計算し、
前記第２の自乗平均の第２の最大値における前記合成受
信信号と前記第３の受信信号との間の第２の位相差を検
出し、前記第２の位相差に基づいて第２の移相量を得、 前記メモリ手段が、前記第２の移相量を格納し、 前記第２の移相手段が、前記第３の受信信号の位相を前
記第２の移相量だけ進ませ又は遅らせることを特徴とす
る自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3350103A JP2594483B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置 |
| TW081109821A TW234744B (ja) | 1991-12-10 | 1992-12-08 | |
| CA002084972A CA2084972C (en) | 1991-12-10 | 1992-12-09 | Automatic tracking receiving antenna apparatus for broadcast by satellite |
| KR92023724A KR970008295B1 (en) | 1991-12-10 | 1992-12-09 | Automatic tracking receiving antenna apparatus for broadcast by satellite |
| EP92120969A EP0546513A1 (en) | 1991-12-10 | 1992-12-09 | Automatic tracking receiving antenna apparatus for broadcast by satellite |
| US07/988,893 US5309162A (en) | 1991-12-10 | 1992-12-10 | Automatic tracking receiving antenna apparatus for broadcast by satellite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3350103A JP2594483B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629716A JPH0629716A (ja) | 1994-02-04 |
| JP2594483B2 true JP2594483B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=18408255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3350103A Expired - Fee Related JP2594483B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 自動追尾式衛星放送受信アンテナ装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5309162A (ja) |
| EP (1) | EP0546513A1 (ja) |
| JP (1) | JP2594483B2 (ja) |
| KR (1) | KR970008295B1 (ja) |
| CA (1) | CA2084972C (ja) |
| TW (1) | TW234744B (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3754070B2 (ja) * | 1994-02-15 | 2006-03-08 | ラムバス・インコーポレーテッド | 遅延ロック・ループ |
| AU1738995A (en) | 1994-02-15 | 1995-08-29 | Rambus Inc. | A phase detector with minimized phase detection error |
| EP1146642B1 (en) | 1995-05-26 | 2006-12-27 | Rambus Inc. | Phase shifter for use in a quadrature clock generator |
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| US5825209A (en) * | 1997-02-27 | 1998-10-20 | Rambus Inc. | Quadrature phase detector |
| US6751442B1 (en) | 1997-09-17 | 2004-06-15 | Aerosat Corp. | Low-height, low-cost, high-gain antenna and system for mobile platforms |
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| US7251223B1 (en) | 2000-09-27 | 2007-07-31 | Aerosat Corporation | Low-height, low-cost, high-gain antenna and system for mobile platforms |
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| JP3903986B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2007-04-11 | カシオ計算機株式会社 | 時刻情報送受信装置、及び、時刻情報送受信用回路 |
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| US20080158078A1 (en) * | 2006-06-09 | 2008-07-03 | Mobilesat Communications Inc. | Satellite Dish System and Method |
| KR100878193B1 (ko) * | 2007-01-26 | 2009-01-12 | 국방과학연구소 | 위상 비교 모노펄스 추적 안테나의 오차 각도 측정 장치 |
| US8816923B2 (en) * | 2007-02-07 | 2014-08-26 | Electronic Controlled Systems, Inc. | Motorized satellite television antenna system |
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| US7525482B1 (en) * | 2007-05-17 | 2009-04-28 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Mitigation of array factor distortions for GPS and broadband reception |
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