JP3097876B2 - 指向性アンテナ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１、図２及び図７） 作用（図１、図２及び図７） 実施例（図１〜図９） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は指向性アンテナ制御装置
に関し、特に静止衛星を利用した移動体通信及び放送シ
ステムにおいて、移動体に積載される地上端末装置の追
尾方式指向性アンテナ制御装置に適用して好適なもので
ある。

【０００３】

【従来の技術】従来、静止衛星を利用した移動体通信及
び放送システムの指向性アンテナ制御装置においては、
移動体側の地上端末装置に用いるアンテナとして、低利
得の無指向性アンテナを用いるシステムもあるが、一般
には、例えば特開昭61-20403号及び特開昭64-44608号に
示されているように指向性アンテナを用い、移動体の移
動に応じてアンテナ方向が変化しても常時受信ができる
ようにするために受信信号強度が最大になるように仰角
及び方位角を機械的に常時制御する自動追尾方式の指向
性アンテナ制御装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に仰角及び方位角を機械的に常時制御する方式では装置
全体が大型になり、又、機械的動作に頼る部分が多く、
制御が複雑で信頼に欠ける。

【０００５】一方、指向性アンテナを全方向をカバーす
るようにマトリツクス的に配置して１つ１つをスイツチ
ングスキヤンして追尾する方式も考えられるが、多数の
アンテナが必要となり、大型かつ複雑なものになること
を避け得ない。

【０００６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、機械に頼る部分を減らして信頼性を高め、より小型
かつ簡易な追尾方式指向性アンテナ制御装置を提案しよ
うとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、静止衛星を利用した移動体通信及
び放送システムの地上端末装置用追尾方式指向性アンテ
ナ制御装置１（又は３０）において、静止衛星から送出
された電波を受信して受信信号Ｓ４〜Ｓ７を個別に出力
する複数の指向性アンテナ１０をもつアンテナ装置７
と、アンテナ装置７の位置を測定して測位情報Ｓ１を出
力する測位手段２と、測位手段２から出力された測位情
報Ｓ１及び静止衛星の位置情報に基づいてアンテナ装置
７のすべての指向性アンテナ１０の主ビームの指向方向
の仰角を決定して仰角情報Ｓ２を出力する仰角決定手段
３（又は３３）と、仰角決定手段３（又は３３）から出
力された仰角情報Ｓ２に基づいてアンテナ装置７のすべ
ての指向性アンテナ１０の主ビームの指向方向の仰角を
仰角に制御する仰角制御手段５と、アンテナ装置７のす
べての指向性アンテナ１０が個別に出力する各受信信号
Ｓ４〜Ｓ７の信号強度を測定して信号強度情報Ｓ１１
（又はＳ１６）を出力する信号強度測定手段８（又は３
５）と、アンテナ装置７のすべての指向性アンテナ１０
が個別に出力する各受信信号Ｓ４〜Ｓ７を切り換えて信
号強度測定手段８（又は３５）及び又は送受信又は受信
手段９（又は３４）に出力する切換え手段６（又は３
２）と、信号強度測定手段８（又は３５）から出力され
た信号強度情報Ｓ１１（又はＳ１６）及び又は測位手段
２から出力された移動中の測位情報Ｓ１及び静止衛星の
位置情報に基づいてアンテナ装置７のすべての指向性ア
ンテナ１０が個別に出力する受信信号Ｓ４〜Ｓ７のうち
で信号強度が最大の受信信号Ｓ９（又はＳ１３）を切換
え手段６（又は３２）によつて切り換えて送受信又は受
信手段９（又は３４）に出力させるための選択情報Ｓ３
（又はＳ１２）を出力する最適アンテナ決定手段３（又
は３３）とを具え、アンテナ装置７はアンテナ装置７の
すべての指向性アンテナ１０の主ビームの指向方向の仰
角が最良の状態において、利得が１を越えかつ連続して
所定の利得以上でありかつ主ビームの指向方向を含む指
向特性の範囲の両端の方向のはさむ角の角度以下でアン
テナ装置７のすべての指向性アンテナ１０の指向特性の
範囲の両端の方向のはさむ角を方位角方向にすき間なく
合成することによつて全方位角をカバーし得るようにア
ンテナ装置７の指向性アンテナ１０が配設され、かつア
ンテナ装置７の指向性アンテナ１０の主ビームの指向方
向の仰角がアンテナ装置７の指向性アンテナ１０の仰角
を仰角制御手段５によつて機械的に設定することによつ
て仰角に制御されるようにする。

【０００８】

【作用】仰角は測位手段２が出力する測位情報Ｓ１及び
上記静止衛星の位置情報に基づいて仰角決定手段３（又
は３３）により決定し、仰角決定手段３（又は３３）が
出力した仰角情報Ｓ２に基づいて仰角制御手段５が上記
アンテナ装置７のすべての指向性アンテナ１０の仰角を
機械的に設定する。

【０００９】また信号強度測定手段８（又は３５）がア
ンテナ装置７のすべての指向性アンテナ１０が個別に出
力した受信信号Ｓ４〜Ｓ７の信号強度を測定して出力し
た信号強度情報Ｓ１１（又はＳ１６）及び又は測位手段
２から出力された移動中の測位情報Ｓ１及び上記静止衛
星の位置情報に基づいてアンテナ装置７のすべての指向
性アンテナ１０が個別に出力する受信電波Ｓ４〜Ｓ７の
うちで信号強度が最大の受信信号Ｓ９（又はＳ１３）を
切換え手段６（又は３２）を介して送受信又は受信手段
９（又は３４）に出力する。

【００１０】かくして仰角のみを機械的に設定し、方位
角方向は複数の指向性アンテナ１０の１つを選択するこ
とにより、機械的信頼性がより高く、低コストで、無指
向性アンテナを使用するシステムよりも高い利得が得ら
れる指向性アンテナ制御装置１（又は３０）を実現し得
る。

【００１１】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１２】図１において、１は全体として衛星通信地
上端末装置を示し、ＧＰＳやロランＣ等の電波測位装
置、又は方位センサと速度センサを使つた自立測位装置
等からなる測位装置２は所定の時間間隔で地上端末装置
１の緯度経度等を測定して測位情報Ｓ１を中央演算装置
３に出力するようになされている。

【００１３】中央演算装置３は測位装置２から出力され
た測位情報Ｓ１及び静止衛星の位置情報に基づいて仰角
を演算し、仰角情報Ｓ２をアンテナ制御装置４の仰角制
御装置５に出力するようになされている。

【００１４】アンテナ制御装置４は仰角制御装置５及び
アンテナ選択制御装置６からなり、仰角制御装置５は中
央演算装置３から出力された仰角情報Ｓ２に基づいてア
ンテナ装置７がもつすべての指向性アンテナに所定の仰
角を与えるようになされている。

【００１５】アンテナ選択制御装置６は中央演算装置３
から出力された選択情報Ｓ３に基づいて、アンテナ装置
７がもつすべての指向性アンテナから個別に供給される
受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７をスイツチング制御により切り
換えて中央演算装置３が指定する測定対象の受信放送信
号Ｓ８として受信信号強度測定装置８に出力するように
なされていると共に、中央演算装置３から出力された選
択情報Ｓ３に基づいてアンテナ装置７がもつすべての指
向性アンテナから個別に供給される受信放送信号Ｓ４〜
Ｓ７をスイツチング制御により切り換えて中央演算装置
３が指定する信号強度が最大の受信放送信号Ｓ９として
送受信装置９に出力するようになされている。

【００１６】アンテナ装置７は図２に示すように半値角
を90°とした平面アンテナ１０を表面に取り付けた４枚
のアンテナベース１１が各平面アンテナ１０の主ビーム
の指向方向を全て外向きにし、かつ各平面アンテナ１０
の主ビームの指向方向が方位角において90°づつ異なる
ようにしてヒンジ１２で中央部に穴のあるマウント１３
に装着されており、各平面アンテナ１０の半値角を90°
としたことによりすべての平面アンテナ１０の主ビーム
の指向方向の仰角が最良に設定された状態でどの方位角
に静止衛星があつても４個の平面アンテナ１０のうちの
少なくとも１つが必ず半値角以内に静止衛星を補足して
半値角以内の利得を確保することができるようになされ
ている。

【００１７】各平面アンテナ１８は図３及び図４に示す
ように、誘電体基板１４の一面例えば下面にアース板１
５、誘電体１６及び給電線１７が多層構造に形成され、
誘電体基板１４のもう一方の他面すなわち上面に電磁波
を放射及び吸収する円形状のエレメント１８が設けられ
ている。

【００１８】給電線１７とエレメント１８とは、誘電体
１６及び誘電体基板１４を貫通するピン１９を介して給
電点２０で接続されており、各平面アンテナ１０は主ビ
ームの指向方向が方位角において90°づつ異なるように
配置されていることによつて、静止衛星から送出されて
いる電波を受信すれば異なる信号強度の受信放送信号Ｓ
４〜Ｓ７を各平面アンテナ１０の給電線１７を通してア
ンテナ選択制御装置６に供給するようになされている。

【００１９】また図２との対応部分に同一符号を付して
図５に示すように、４枚のアンテナベース１１の裏面に
それぞれレバー２１が固着されており、各レバー２１は
リンク２２を介して操作棒２３の一端に係合されてい
る。

【００２０】また、操作棒２３の他端は仰角制御装置５
によつて上下方向に操作されることによつてリンク２２
及びレバー２１を介して４枚のアンテナベース１１に約
90°の回転角範囲を同時に与え得るようになされてい
る。

【００２１】かくして、４枚のアンテナベース１１上に
取り付けられた４個の平面アンテナ１０は中央演算装置
３から出力された仰角情報Ｓ２に基づいて仰角制御装置
５が操作棒２３に与える上下方向の操作によつてリンク
２２及びレバー２１及びアンテナベース１１を介して約
90°の回転角範囲内で上記仰角に同時に機械的に設定さ
れ得るようになされ、これにより４個の平面アンテナ１
０の主ビームの指向方向もまた同一角度の上記仰角に機
械的に同時に設定され得るようになされている。

【００２２】受信信号強度測定装置８は独自にチユーナ
部をもち、その受信周波数は送受信装置９から供給され
る受信同調情報Ｓ１０によつて送受信装置９の受信周波
数と常に同調するようになされており、選択情報Ｓ３に
基づいてアンテナ選択制御装置６が受信放送信号Ｓ４〜
Ｓ７をスイツチング制御により切り換えて出力した測定
対象の受信放送信号Ｓ８の信号強度を測定して信号強度
情報Ｓ１１を中央演算装置３に出力することによつて、
信号強度情報Ｓ１１に基づいて中央演算装置３が受信放
送信号Ｓ４〜Ｓ７の信号強度を比較し、信号強度が最大
の受信放送信号を判定し、受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７の中
の１つをアンテナ選択制御装置６のスイツチング制御に
よつて切り換えて信号強度が最大の受信放送信号Ｓ９と
して送受信装置９に出力させるための選択情報Ｓ３を出
力することができるようになされている。

【００２３】以上の構成において、衛星通信地上端末装
置１は図６に示すアンテナ制御処理手順に従つて動作す
る。

【００２４】すなわち、ステツプＳＰ１において測位装
置２が衛星通信地上端末装置１の緯度経度を測定して測
位情報Ｓ１を中央演算装置３に出力すると、ステツプＳ
Ｐ２において中央演算装置３は上記緯度経度の測位情報
Ｓ１及び静止衛星の位置情報に基づいてアンテナ装置７
のすべての指向性アンテナ（すなわち平面アンテナ１
０）に与えるべき仰角を演算して決定し、仰角情報Ｓ２
を仰角制御装置５に出力する。

【００２５】続くステツプＳＰ３において仰角制御装置
５は、中央演算装置３から出力された仰角情報Ｓ２に基
づいてアンテナ装置７のすべての平面アンテナ１０の現
在の仰角と中央演算装置３が決定した仰角とを比較し、
所定の角度差以上であれば仰角の変更が必要であると判
断して次のステツプＳＰ４に移つてアンテナ装置７の操
作棒２３を上下方向に操作することによつてリンク２２
及びレバー２１及びアンテナベース１１を介してすべて
の平面アンテナ１０の仰角を中央演算装置３が決定した
仰角に同時に設定して次のステツプＳＰ５に移る。

【００２６】これに対して仰角制御装置５は、アンテナ
装置７のすべての平面アンテナ１０の現在の仰角と中央
演算装置３が決定した仰角とを比較して所定の角度差に
満たないとき、仰角の変更は必要ないと判断してステツ
プＳＰ４を飛び越えてステツプＳＰ５に移る。

【００２７】ステツプＳＰ５において中央演算装置３は
アンテナ装置７の４個の平面アンテナ１０から個別に供
給されている受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうちのどれか１
つを信号強度測定の対象として決定して選択情報Ｓ３を
アンテナ選択制御装置６に出力すると、アンテナ選択制
御装置６はアンテナ装置７の４個の平面アンテナ１０か
らアンテナ選択制御装置６に個別に供給されている受信
放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうちから、中央演算装置３から出
力された選択情報Ｓ３に基づいて、中央演算装置３が信
号強度測定の対象として決定した１つの受信放送信号を
スイツチング制御によつて切り換えて測定対象の受信放
送信号Ｓ８として受信信号強度測定装置８に出力する。

【００２８】次のステツプＳＰ６において受信信号強度
測定装置８はチユーナ部の受信周波数が送受信装置９か
ら供給されている受信同調情報Ｓ１０によつて送受信装
置９の受信周波数と同調するように動作し、これにより
測定対象の受信放送信号Ｓ８の信号強度を測定して信号
強度情報Ｓ１１を中央演算装置３に出力する。

【００２９】続いて中央演算装置３は、次のステツプＳ
Ｐ７において受信信号強度測定装置８から出力された測
定対象の受信放送信号Ｓ８の信号強度情報Ｓ１１及び選
択情報Ｓ３を出力することによつて測定対象の受信放送
信号Ｓ８としてアンテナ選択制御装置６のスイツチング
制御によつて切り換えさせた受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７の
うちの１つの受信電波を供給した平面アンテナ１０に付
けたアンテナ番号Ａ１〜Ａ４を対応させたデータを記憶
する。

【００３０】ここで中央演算装置３はすべての平面アン
テナ１０からの受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７をアンテナ選択
制御装置６のスイツチング制御によつて切り換えて信号
強度を測定し、受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７に対応する４種
の信号強度情報Ｓ１１及び当該信号強度情報Ｓ１１に対
応させた４種のアンテナ番号Ａ１〜Ａ４からなる４組の
データを得たとき、すべての平面アンテナ１０を選択し
たと判断して次のステツプＳＰ８に移る。

【００３１】これに対して４組のデータを得ていないと
き中央演算装置３はすべての平面アンテナ１０を選択し
ていないと判断してループＬＯＯＰ１に入り、ステツプ
ＳＰ９において次の平面アンテナ１０を選択するため受
信放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうちから次の測定対象の受信放
送信号Ｓ８とする受信放送信号を新たに１つ決定して選
択情報Ｓ３をアンテナ選択制御装置６に出力し、選択情
報Ｓ３に基づいてアンテナ選択制御装置６に受信放送信
号Ｓ４〜Ｓ７のうちの１つをスイツチング制御によつて
切り換えさせて次の測定対象の受信放送信号Ｓ８として
受信信号強度測定装置８に出力させてステツプＳＰ６に
戻り、以後ステツプＳＰ６−ＳＰ７−ＳＰ９−ＳＰ６の
処理を繰り返す。

【００３２】ステツプＳＰ８において中央演算装置４
は、信号強度情報Ｓ１１及びアンテナ番号Ａ１〜Ａ４か
らなる４組のデータに基づいて４つの信号強度情報Ｓ１
１を比較して最大の信号強度を示す信号強度情報Ｓ１１
に対応する受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうちの１つの受信
放送信号を送受信装置９に供給すべき信号強度が最大の
受信放送信号Ｓ９として決定し、選択情報Ｓ３をアンテ
ナ選択制御装置６に出力して、アンテナ選択制御装置６
が選択情報Ｓ３に基づいて受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７のう
ちの１つの受信放送信号を中央演算装置３が決定した信
号強度が最大の受信放送信号Ｓ９としてスイツチング制
御によつて切り換えて送受信装置９に出力するようにさ
せた後、信号強度情報Ｓ１１及びアンテナ番号Ａ１〜Ａ
４からなる４組のデータの記憶をクリアしてループＬＯ
ＯＰ２に入つてステツプＳＰ１に戻る。

【００３３】以上の構成によれば、衛星通信地上端末装
置１は、半値角を90°とした平面アンテナ１０を４個使
つて全方位角をカバーするアンテナ装置７を有し、測位
情報Ｓ１及び静止衛星の位置情報に基づいて中央演算装
置３が演算して決定する仰角及び４個の平面アンテナ１
０の主ビームの指向方向の現在の仰角との間に所定以上
の角度差があれば仰角制御装置５によつて平面アンテナ
１０の仰角を中央演算装置３が決定した仰角を機械的に
同時に設定する。

【００３４】また４個の平面アンテナ１０が個別に供給
する受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７を独自にチユーナ部をもつ
受信信号強度測定装置８によつて測定して得た各信号強
度を比較してアンテナ選択制御装置６のスイツチング制
御によつて切り換えることによつて信号強度が最大の１
つの受信放送信号を送受信装置９に供給するという動作
を繰り返すことによつて、常に適切な仰角に静止衛星を
平面アンテナ１０の半値角以内に補足することができる
ので、利得が無指向性アンテナを使用する場合よりも格
段に大きくなる。

【００３５】また１つの指向性アンテナの仰角及び方位
角を両方共機械的に制御する方法と比較して、仰角だけ
を機械的に設定するので機械的動作に頼る部分が少なく
なり、より高い信頼性をもつと共に、一段と迅速に追尾
できる簡易な指向性アンテナ制御装置を実現できる。

【００３６】図１との対応部分に同一符号を付して示す
図７は本発明の第２の実施例を示すもので、この場合衛
星通信地上端末装置３０のアンテナ制御装置３１は、ア
ンテナ選択制御装置３２において、中央演算装置３３か
ら出力される選択情報Ｓ１２に基づいて、アンテナ装置
７がもつすべての平面アンテナ１０から個別に供給され
る受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７をスイツチング制御によつて
切り換えて中央演算装置３３が指定する測定対象及び又
は信号強度が最大の受信放送信号Ｓ１３として送受信装
置３４に出力するようになされていると共に、移動中に
測位装置２から出力された測位情報Ｓ１のうち所定の時
間間隔で入力した前後２つの測位情報Ｓ１及び静止衛星
の位置情報に基づいて静止衛星の方向に向いていると判
定した平面アンテナ１０から出力された受信放送信号を
選択させるために中央演算装置３３が出力した選択情報
Ｓ１２に基づいて受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７をスイツチン
グ制御によつて切り換えて上記当該受信電波を送受信装
置３４に出力するようになされている。

【００３７】アンテナ装置７の構成及び動作は上述の第
１の実施例と同一である。

【００３８】

【００３９】送受信装置３４は中央演算装置３３から出
力された受信切換え情報Ｓ１４によつて受信状態に入る
と、選択情報Ｓ１２に基づいてアンテナ選択制御装置３
２がアンテナ装置１２のすべての平面アンテナ１０から
個別に供給される受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうちの１つ
をスイツチング制御によつて切り換えて出力した受信放
送信号Ｓ１３を増幅して測定対象の受信放送信号Ｓ１５
を受信信号強度測定装置３５に供給するようになされて
いる。

【００４０】受信信号強度測定装置３５は独自のチユー
ナ部をもたず送受信装置３４から供給される受信放送信
号Ｓ１３の信号強度を測定して信号強度情報Ｓ１６を中
央演算装置３３に出力することによつて、信号強度情報
Ｓ１６に基づいて中央演算装置３３が受信放送信号Ｓ４
〜Ｓ７の信号強度を比較し、信号強度が最大の受信放送
信号を判定し受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうちの１つの受
信放送信号をアンテナ選択制御装置３２のスイツチング
制御によつて切り換えて信号強度が最大の受信放送信号
Ｓ１３として送受信装置３４に出力させるための選択情
報Ｓ１２を出力することができるようになされている。

【００４１】以上の構成において、停止中の地上端末装
置３０は図８に示すアンテナ制御処理手順に従つて動作
する。

【００４２】すなわちステツプＳＰ１１において測位装
置２が地上端末３０の緯度経度を測定して測位情報Ｓ１
を中央演算装置３３に出力すると、ステツプＳＰ１２に
おいて中央演算装置３３は上記緯度経度の測位情報Ｓ１
及び静止衛星の位置情報に基づいてアンテナ装置７のす
べての平面アンテナ１０に与えるべき仰角を演算して決
定し、仰角情報Ｓ２を仰角制御装置５に出力する。

【００４３】仰角制御装置５はステツプＳＰ１３におい
て中央演算装置３３から出力された仰角情報Ｓ２に基づ
いてアンテナ装置７の操作棒２３を上下方向に操作する
ことによつてリンク２２及びレバー２１及びアンテナベ
ース１１を介してすべての平面アンテナ１０の仰角を中
央演算装置３３が決定した仰角に同時に設定する。

【００４４】続いてステツプＳＰ１４において中央演算
装置３３はアンテナ装置７の４個の平面アンテナ１０か
ら個別に供給されている受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうち
のどれか１つの受信放送信号を信号強度測定の対象とし
て決定して選択情報Ｓ１２をアンテナ選択制御装置３２
に出力すると、アンテナ選択制御装置３２は中央演算装
置３３から出力された選択情報Ｓ１２に基づいてアンテ
ナ装置７の４個の平面アンテナ１０からアンテナ選択制
御装置３２に個別に供給されている受信放送信号Ｓ４〜
Ｓ７のうちから、中央演算装置３３が信号強度測定の対
象として決定した１つの受信放送信号をスイツチング制
御によつて切り換えて測定対象の受信放送信号Ｓ１３と
して送受信装置３４に出力する。

【００４５】次のステツプＳＰ１５において送受信装置
３４は中央演算装置３３から出力された受信切換え情報
Ｓ１４によつて受信状態に入り、アンテナ選択制御装置
３２からスイツチング制御によつて切り換えて出力され
た測定対象の受信放送信号Ｓ１３を増幅して測定対象の
受信信号Ｓ１５を受信信号強度測定装置３５に出力す
る。

【００４６】このとき受信信号強度測定装置３５は送受
信装置３４から出力された測定対象の受信放送信号Ｓ１
５の信号強度を測定して信号強度情報Ｓ１６を中央演算
装置３３に出力する。

【００４７】次にステツプＳＰ１６において中央演算装
置３３は受信信号強度測定装置３５から出力された測定
対象の受信電波Ｓ１５の信号強度情報Ｓ１６及び選択情
報Ｓ１２を出力することによつて測定対象の受信放送信
号Ｓ１３としてアンテナ選択制御装置３２のスイツチン
グ制御によつて切り換えさせた受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７
のうちの１つの受信放送信号を供給した平面アンテナ１
０に付けたアンテナ番号Ａ１〜Ａ４とを対応させたデー
タを記憶し、すべての平面アンテナ１０からの受信放送
信号Ｓ４〜Ｓ７をアンテナ選択制御装置３２のスイツチ
ング制御によつて切り換えて信号強度を測定し、受信放
送信号Ｓ４〜Ｓ７に対応する４種の信号強度情報Ｓ１６
及び当該信号強度情報Ｓ１６に対応させた４種のアンテ
ナ番号Ａ１〜Ａ４からなる４組のデータを得れば、すべ
ての平面アンテナ１０を選択したと判断して次のステツ
プＳＰ１７に移る。

【００４８】これに対して上記４組のデータを得ていな
ければ、未だすべての平面アンテナ１０を選択していな
いと判断してＬＯＯＰ３に入り、ステツプＳＰ１８にお
いて次の平面アンテナ１０を選択するため受信放送信号
Ｓ４〜Ｓ７のうちから次の測定対象の受信放送信号Ｓ１
３とする受信放送信号を新たに１つ決定して選択情報Ｓ
１２をアンテナ選択制御装置３２に出力し、選択情報Ｓ
１２に基づいてアンテナ選択制御装置３２に受信放送信
号Ｓ４〜Ｓ７のうちの１つの受信放送信号をスイツチン
グ制御によつて切り換えさせることにより次の測定対象
の受信放送信号Ｓ１３として送受信装置３４に出力させ
てステツプＳＰ１５に戻り、以後ステップＳＰ１５−Ｓ
Ｐ１６−ＳＰ１８の処理を繰り返す。

【００４９】ステツプＳＰ１７において、中央演算装置
３３は信号強度情報Ｓ１６及びアンテナ番号Ａ１〜Ａ４
からなる上記４組のデータに基づいて４つの信号強度情
報Ｓ１５を比較して最大の信号強度を示す信号強度情報
Ｓ１６に対応する受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうちの１つ
の受信放送信号を送受信装置３４に供給すべき信号強度
が最大の受信放送信号Ｓ１３として決定し、選択情報Ｓ
１２をアンテナ選択制御装置３２に出力して、アンテナ
選択制御装置３２が当該選択情報Ｓ１２に基づいて受信
放送信号Ｓ４〜Ｓ７のうちの１つの受信放送信号を中央
演算装置３３が決定した信号強度が最大の受信放送信号
Ｓ１３としてスイツチング制御によつて切り換えて送受
信装置３４に供給させた後、信号強度情報Ｓ１６及びア
ンテナ番号Ａ１〜Ａ４からなる４組のデータの記憶をク
リアしてステツプＳＰ１９に移り動作を終了する。

【００５０】また、移動中の衛星通信地上端末装置３０
は図９に示すアンテナ制御処理手順にしたがって動作す
る。

【００５１】すなわちステツプＳＰ２１において中央演
算装置３３は測位装置２から出力された衛星通信地上端
末装置３０の最初の測位情報Ｓ１を入力して最初の緯度
経度を記憶すると、次のステツプＳＰ２２において、所
定の時間Ｔ秒後に測位装置２から出力された衛星通信地
上端末装置３０の第２の測位情報Ｓ１を入力して第２の
緯度経度を記憶し、最初の緯度経度及び第２の緯度経度
を比較することにより衛星通信地上端末装置３０の進行
方向を決定するか、又は測位情報Ｓ１に含まれる方位セ
ンサからの情報により進行方向を決定する。

【００５２】次のステツプＳＰ２３において中央演算装
置３３は決定した上記進行方向及び第２の測位情報Ｓ１
と、静止衛星の位置情報とによつて第２の緯度経度から
静止衛星が見えると判定された方向とに基づいてアンテ
ナ装置７のすべての平面アンテナ１０のうちで静止衛星
を半値角以内に補足している平面アンテナ１０がどれか
を判定し、当該平面アンテナ１０から個別に供給されて
いる受信放送信号を受信信号強度が最大の受信放送信号
Ｓ１３として送受信装置３４に出力させるため選択情報
Ｓ１２をアンテナ選択制御装置３２に出力すると、アン
テナ選択制御装置３２は選択情報Ｓ１２に基づいて受信
放送信号Ｓ４〜Ｓ７をスイツチング制御によつて切り換
えて上記当該平面アンテナ１０から個別に供給されてい
る受信放送信号を受信信号強度が最大の受信放送信号Ｓ
１３として送受信装置３４に出力する。

【００５３】ステツプＳＰ２４において中央演算装置３
３は第２の測位情報Ｓ１及び静止衛星の位置情報に基づ
いてアンテナ装置７のすべての平面アンテナ１０に与え
るべき仰角を演算して決定し、仰角情報Ｓ２を仰角制御
装置５に出力する。

【００５４】ステツプＳＰ２５において仰角制御装置５
は中央演算装置３３から出力された仰角情報Ｓ２に基づ
いてアンテナ装置７のすべての平面アンテナ１０の現在
の仰角と中央演算装置３３が決定した仰角とを比較す
る。

【００５５】仰角制御装置５は所定の角度差以上の差が
あれば仰角の変更が必要と判断して次のステツプＳＰ２
６移つてアンテナ装置７の操作棒２３を上下方向に操作
することによつてリンク２２及びレバー２１及びアンテ
ナベース１１を介してすべての平面アンテナ１０の仰角
を中央演算装置３３が決定した仰角に同時に設定した
後、最初の緯度経度及び第２の緯度経度の記憶をクリア
してループＬＯＯＰ４に入りステツプＳＰ２１に戻り、
以後ステツプＳＰ２１−ＳＰ２２−ＳＰ−２３−ＳＰ２
４−ＳＰ２５の処理を繰り返す。

【００５６】これに対してアンテナ装置７のすべての平
面アンテナ１０の現在の仰角と中央演算装３３が決定し
た仰角とを比較して所定の角度差以内の差であれば仰角
の変更は必要ないと判断した後、最初の緯度経度及び第
２の緯度経度の記憶をクリアしてループＬＯＯＰ５に入
りステツプＳＰ２１に戻つて上述の各ステツプの動作を
繰り返す。

【００５７】以上の構成によれば、衛星通信地上端末装
置３０は半値角を90°とした平面アンテナ１０を４個使
つて全方位角をカバーするアンテナ装置７を有し、停止
中は測位装置２から出力された測位情報Ｓ１に基づいて
中央演算装置３３によつて演算して仰角を決定し、仰角
制御装置５によつて平面アンテナ１０の主ビームの指向
方向の仰角を中央演算装置３３が決定した仰角に機械的
に同時に設定し、また４個の平面アンテナ１０から個別
に供給される受信放送信号Ｓ４〜Ｓ７を送受信装置３４
を介して独自のチユーナ部をもたない受信信号強度測定
装置３５によつて測定して得た各信号強度を比較してア
ンテナ選択制御装置３２のスイツチング制御によつて切
り換えることによつて信号強度が最大の１つの受信放送
信号を送受信装置３４に供給する。

【００５８】また、移動中の衛星通信地上端末装置３０
は測位装置２から出力された測位情報Ｓ１を所定の時間
間隔Ｔ秒で前後２つ入力して比較することによつて又は
測位情報Ｓ１に含まれる方位センサからの方位情報によ
つて進行方向を決定し、当該進行方向及び後者の測位情
報Ｓ１と静止衛星の位置情報とによつて判定される静止
衛星の方向とに基づいてアンテナ装置７の４個の平面ア
ンテナ１０の中から半値角以内に静止衛星を補足してい
る平面アンテナ１０を判定して、当該平面アンテナ１０
から個別に供給される受信放送信号をアンテナ選択制御
装置３２のスイツチング制御によつて切り換えることに
よつて送受信装置３４に供給する。

【００５９】また後者の測位情報Ｓ１及び静止衛星の位
置情報に基づいて中央演算装置３３が演算して決定する
仰角と４個の平面アンテナ１０の主ビームの指向方向の
現在の仰角との間に所定角度以上の角度差があれば、仰
角制御装置５によつて４個の平面アンテナ１０の主ビー
ムの指向の仰角を中央演算装置３３が決定した仰角に機
械的に同時に設定するという動作を繰り返すことによつ
て、停止中でも移動中でも常に適切な仰角で静止衛星を
アンテナ装置のいずれかの平面アンテナ１０の半値角以
内に補足することができる。

【００６０】かくして利得が無指向性アンテナを使用す
る場合よりも格段に大きく、また１つの指向性アンテナ
の仰角及び方位角を両方共機械的に制御する方法に比べ
て、仰角だけを機械的に設定するので機械的動作に頼る
部分が少なくなり、機械的により高い信頼性をもつと共
に、一段と迅速に追尾できる簡易な構成の指向性アンテ
ナ制御装置を実現し得る。

【００６１】なお上述の実施例においては、測位装置２
から出力された測位情報Ｓ１及び静止衛星の位置情報に
基づいて中央演算装置３（又は３３）で演算することに
よつて仰角を決定するようにした場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、予め緯度経度等の測位情報
及び静止衛星の位置情報によつて仰角を演算して測位情
報及び静止衛星の位置情報及び仰角を対応させた表デー
タを記憶装置にもち、中央演算装置３（又は３３）が測
位装置２から出力された測位情報Ｓ１に基づいて上記表
データを参照して仰角を決定するようにしてもよい。

【００６２】また上述の実施例においては、１つの指向
性アンテナの半値角を90°にして４つの指向性アンテナ
を配設することによつて全方位角をカバーするようにし
た場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要
な利得に応じて使用する指向性アンテナの数を増減する
ことによつて全方位角をカバーするようにしてもよい。

【００６３】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、アンテナ
装置のすべての指向性アンテナの主ビームの指向方向の
仰角は停止中であるか移動中であるかにかかわらず現在
位置により決定され、方位角方向は上記アンテナ装置の
すべての指向性アンテナが個別に出力している受信放送
信号のうちの１つの受信放送信号をスイツチングするこ
とによつて決定されるので、仰角及び方位角を両方共機
械的に制御することによつて追尾する方式よりも機械的
制御に頼る部分が少なくて済む。

【００６４】従つて信頼性が向上すると共に一段と迅速
に最良の受信又は送信状態に入ることができ、また指向
性アンテナを全方向をカバーするようにマトリツクス的
に配置して１つ１つをスイツチングスキヤンして追尾す
る方式と比較して仰角方向は単独の指向性アンテナで済
み、従つて一段と小型かつ簡易で、無指向性アンテナを
使用するシステムよりも利得が大きい、指向性アンテナ
制御装置を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による衛星通信地上端末
装置を示す略線図である。

【図２】アンテナ装置の構造を示す斜視図である。

【図３】平面アンテナの斜視図である。

【図４】平面アンテナの断面図である。

【図５】アンテナ装置の断面及び動作を示す略線図であ
る。

【図６】第１の実施例のアンテナ制御処理手順を示す流
れ図である。

【図７】本発明の第２の実施例による衛星通信地上端末
装置を示す略線図である。

【図８】第２の実施例の停止中のアンテナ制御処理手順
を示す流れ図である。

【図９】第２の実施例の移動中のアンテナ制御処理手順
を示す流れ図である。

【符号の説明】

１、３０……衛星通信地上端末装置、２……測位装置、
３、３３……中央演算装置、４、３１……アンテナ制御
装置、５……仰角制御装置、６、３２……アンテナ選択
制御装置、７……アンテナ装置、８、３５……受信信号
強度測定装置、９、３４……送受信装置、１０……平面
アンテナ、Ｓ１……測位情報、Ｓ２……仰角情報、Ｓ
３、Ｓ１２……選択情報、Ｓ４〜Ｓ７……受信放送信
号、Ｓ８……測定対象の受信放送信号、Ｓ９……信号強
度が最大の受信放送信号、Ｓ１０……受信同調情報、Ｓ
１１、Ｓ１６……信号強度情報、Ｓ１３……測定対象及
び又は信号強度が最大の受信放送信号、Ｓ１４……受信
切り換え情報。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 雅美 東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−307803（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−119407（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−107983（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−156686（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−62277（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−301301（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−241903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77705（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 3/00 - 3/74 H01Q 1/00 - 3/46

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静止衛星を利用した移動体通信及び放送シ
   ステムの地上端末装置用追尾方式指向性アンテナ制御装
   置において、 上記静止衛星から送出された電波を受信して受信信号を
   個別に出力する複数の指向性アンテナをもつアンテナ装
   置と、 上記アンテナ装置の位置を測定して測位情報を出力する
   測位手段と、 上記測位手段から出力された上記測位情報及び上記静止
   衛星の位置情報に基づいて上記アンテナ装置のすべての
   指向性アンテナの主ビームの指向方向の仰角を決定して
   仰角情報を出力する仰角決定手段と、 上記仰角決定手段から出力された上記仰角情報に基づい
   て上記アンテナ装置のすべての指向性アンテナの主ビー
   ムの指向方向の仰角を上記仰角に制御する仰角制御手段
   と、 上記アンテナ装置のすべての指向性アンテナが個別に出
   力する各受信信号の信号強度を測定して信号強度情報を
   出力する信号強度測定手段と、 上記アンテナ装置のすべての指向性アンテナが個別に出
   力する各受信信号を切り換えて上記信号強度測定手段及
   び又は送受信又は受信手段に出力する切換え手段と、 上記信号強度測定手段から出力された上記信号強度情報
   及び又は上記測位手段から出力された移動中の上記測位
   情報及び上記静止衛星の位置情報に基づいて上記アンテ
   ナ装置のすべての指向性アンテナが個別に出力する受信
   信号のうちで信号強度が最大の受信信号を上記切換え手
   段によつて切り換えて上記送受信又は受信手段に出力さ
   せるための選択情報を出力する最適アンテナ決定手段と
   を具え、上記アンテナ装置は上記アンテナ装置のすべて
   の指向性アンテナの主ビームの指向方向の仰角が０°の
   状態において、利得が１を越えかつ連続して所定の利得
   以上でありかつ主ビームの指向方向を含む指向特性の範
   囲の両端の方向のはさむ角の角度以下で上記アンテナ装
   置のすべての指向性アンテナの上記指向特性の範囲の両
   端の方向のはさむ角を方位角方向にすき間なく合成する
   ことによつて全方位角をカバーし得るように上記アンテ
   ナ装置の指向性アンテナが配設され、かつ上記アンテナ
   装置の指向性アンテナの主ビームの指向方向の仰角が上
   記アンテナ装置の指向性アンテナの仰角を上記仰角制御
   手段によつて機械的に設定することによつて上記仰角に
   制御されるようにしたことを特徴とする指向性アンテナ
   制御装置。