JP3146394B2 - アンテナ指向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は海事衛星通信等に使用し
て好適なアンテナを衛星方向へ指向させるためのアンテ
ナ指向装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のアンテナ指向装置の例を示
す。アンテナ指向装置は基台３と斯かる基台３に装着さ
れた方位ジンバル４０と方位ジンバル４０の上端部のＵ
字形部材に仰角軸３０−１、３０−２を介して装着され
た取り付け金具４１と斯かる取り付け金具４１に取り付
けられたアンテナ１４とを有する。

【０００３】基台３はブリッジ部３−１を有してよく、
斯かるブリッジ部３−１には上方に突出する円筒部１１
が装着されており、斯かる円筒部１１の内部には１対の
軸受２１−１、２１−２が取り付けられている。この軸
受２１−１、２１−２の内輪には方位軸２０が嵌合され
ており、方位軸２０の上端部にはアーム１３を介して方
位ジンバル４０が装着されている。

【０００４】斯くして方位軸２０が軸受２１−１、２１
−２によって支持された状態にて、方位ジンバル４０は
方位軸２０を通る軸線周りに回転することができる。方
位ジンバル４０は下側の支持軸部４０−１と上側のＵ字
形部４０−２とを有し、支持軸部４０−１の中心軸線即
ち方位軸線Ｚ−Ｚは図示のように方位軸２０を通る軸線
より偏倚して配置されている。尚、支持軸部４０−１は
方位軸２０を通る軸線に整合するように構成してもよ
い。

【０００５】方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２に
は、より小さいＵ字形の取り付け金具４１が配置されて
おり、斯かる取り付け金具４１はその２つの脚部４１−
１、４１−２の各々に仰角軸３０−１、３０−２を有す
る。方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚部
の各々には適当な軸受が装着されており、斯かる軸受に
よって仰角軸３０−１、３０−２は回転可能に支持され
ている。

【０００６】仰角軸３０−１、３０−２の中心軸線は仰
角軸線Ｙ−Ｙを構成しており、こうして、取り付け金具
４１は方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚
部の間にて仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転可能に支持されて
いる。仰角軸線Ｙ−Ｙは方位軸線Ｚ−Ｚに対して直角に
配置され、従って略水平な位置にある。

【０００７】Ｕ字形の取り付け金具４１の脚部４１−
１、４１−２にはアンテナ１４が装着されており、従っ
てアンテナ１４は取り付け金具４１と共に仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りを回転することができる。アンテナ１４は中心軸
線Ｘ−Ｘを有しており、斯かる中心軸線は仰角軸線Ｙ−
Ｙに対して垂直である。

【０００８】取り付け金具４１には、仰角ジャイロ４４
と方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６及び第２の加
速度計４７とが装着されている。仰角ジャイロ４４によ
って仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１４の回転
角速度が検出され、方位ジャイロ４５によって仰角軸線
Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直交
する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度が検出され、
第１の加速度計４６によって仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアン
テナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角度が検出され、第２
の加速度計４７によってアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
周りの傾斜角度が検出される。

【０００９】仰角ジャイロ４４と方位ジャイロ４５は、
例えば機械式ジャイロ、光学式ジャイロ等の積分型ジャ
イロの他、振動ジャイロ、レートジャイロ、光ファイバ
ジャイロ等の角速度検出型ジャイロであってよい。

【００１０】取り付け金具４１の一方の脚部には仰角軸
線Ｙ−Ｙと同軸的に仰角歯車３２が装着されている。斯
かる仰角歯車３２にはピニオン３５が噛み合わされてお
り、斯かるピニオン３５は方位ジンバル４０のＵ字形部
４０−２の一方の脚部に装着された仰角サーボモータ３
３の回転軸に取り付けられている。

【００１１】方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の一
方の脚部には仰角発信器３４が装着されており、斯かる
仰角発信器３４によってアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転角度θが検出されそれを指示する信号が出力
される。

【００１２】一方、方位軸２０の下端部には方位歯車２
２が取り付けられ、基台３のブリッジ部３−１上には方
位サーボモータ２３と方位発信器２４が取り付けられ、
方位サーボモータ２３及び方位発信器２４の回転軸にそ
れぞれ取り付けられたピニオン（図示なし）が方位歯車
２２に噛み合わされるように構成されている。

【００１３】図示のように、アンテナ指向装置を制御す
るために仰角制御ループと方位角制御ループが設けられ
ている。尚、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが水平面と
なす角をアンテナの仰角θ_A とし、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘが水平面上で子午線Ｎとなす角をアンテナの
方位角φ_A とする。

【００１４】仰角制御ループはアンテナの仰角θ_A が衛
星高度角θ_S に一致するようにアンテナ１４を仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りに回転させるよう構成されており、第１の及
び第２のループを含む。第１のループにおいて、仰角ジ
ャイロ４４の出力は積分器５４及び増幅器５５を介して
仰角サーボモータ３３にフィードバックされる。それに
よって船体が動揺しても慣性空間に対するアンテナ１４
の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの角速度は常にゼロに保持され
る。

【００１５】第２のループにおいて、第１の加速度計４
６からの出力信号は、アークサイン演算器５７を経由し
た後、例えば手動設定された衛星高度角θ_S を指示する
信号によって減ぜられ、更に、減衰器５６を経由して積
分器５４及び増幅器５５に入力される。このループは、
アンテナ１４の仰角θ_A を衛星高度角θ_S に一致させる
ための適当な時定数を有する。尚、減衰器５６に仰角ジ
ャイロ４４のドリフト変動を補償させるために積分特性
を具備させることも可能である。

【００１６】方位角制御ループはアンテナ１４の方位角
φ_A が衛星方位角φ_S に一致するように方位ジンバル４
０の方位を制御する機能を有する。方位ジャイロ４５の
出力信号は、積分器５８及び増幅器５９を介して方位サ
ーボモータ２３にフィードバックされ、それによってア
ンテナ１４は、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角
軸線Ｙ−Ｙの両者に直交する軸線周りの船体の回転運動
に対して、安定化されることができる。

【００１７】方位発信器２４より方位ジンバル４０の回
転角φを指示する回転角信号が出力され、斯かる回転角
信号は加算器６１に供給される。加算器６１では、斯か
る回転角φと例えば磁気コンパス又はジャイロコンパス
より供給された船首方位角φ _C とが加算され、その和よ
り衛星方位角φ_S が減算される。加算器６１の出力信号
は、更に、減衰器６０を経由して積分器５８に入力され
る。アンテナの回転角φと船首方位角φ_C との和、即ち
アンテナ１４の方位角φ_A （＝φ＋φ_C ）が衛星方位角
φ_S に等しくなるとき、アンテナ１４の方位は静止す
る。

【００１８】このループは、アンテナ１４の方位角φ_A
を衛星方位角φ_S に一致させるための適当な時定数を有
する。尚、減衰器６０に方位ジャイロ４５のドリフト変
動を補償させるために積分特性を具備させることも可能
である。即ち、減衰器５６、６０の出力は積分型ジャイ
ロトルカの出力に相当する。

【００１９】こうして、仰角制御ループと方位角制御ル
ープとによってアンテナ１４はその中心軸線Ｘ−Ｘが衛
星方向に指向するように構成されている。

【００２０】アンテナ指向装置にはケーブルが接続され
ており、斯かるケーブルはアンテナ１４に接続された同
軸ケーブル７０と取り付け金具４１及びＵ字形部４０−
２に装着された機器に接続された導線を含む。同軸ケー
ブル７０によってアンテナ１４に送信信号が供給され、
またアンテナ１４より受信信号が得られる。ケーブル
は、アンテナ１４より取り付け金具４１を経由し、方位
ジンバル４０のＵ字形部４０−２、支持軸部４０−１、
アーム１３、方位軸２１に沿って延在し、基台３に至
る。

【００２１】斯かるケーブルは柔軟性ある材料よりなり
且つアンテナ１４から基台３に至る経路より僅かに長い
寸法を有する。従って、アンテナ１４が仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りに回転し更に方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転しても、ケ
ーブルの捩じれ又は巻き付きによってアンテナ１４の回
転運動が妨害されることはない。

【００２２】しかしながら、船体が旋回したりヨーイン
グしてアンテナ１４が方位軸線Ｚ−Ｚ周りに大きな回転
角度にて回転すると、ケーブルの捩じれ又は巻き付きに
よってアンテナ１４の回転運動が妨害されることがあ
る。斯かる場合のため、ケーブルの捩じれ又は巻き付き
を防止するためのリワインド機構が設けられている。

【００２３】リワインド機構は図５に示す如く、方位発
信器２４とリワインド制御器７１と切替え回路７３と方
位サーボモータ２３とを含むループを有する。リワイン
ド制御器７１は方位発信器２４より出力された方位ジン
バル４０の回転角φを指示する信号を入力し、アンテナ
１４が所定の基準方位より例えば±２７０°以上回転し
たとき反対方向に３６０°回転するように、切替え回路
７３に制御信号を供給する。斯かる基準方位として例え
ば船体の首尾線方位が選択される。こうして、方位サー
ボモータ２３は方位ジンバル４０を反対方向に３６０°
回転させ、ケーブルの捩じれが解かれる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のアンテナ指向装置では、衛星の高度角θ_S が比較
的低い場合には船体が動揺しても、アンテナの指向精度
は良好であるが、衛星の高度角θ_S が高い場合に船体が
動揺運動すると、アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘと方位軸線
Ｚ−Ｚとが平行になり、所謂ジンバルロック現象が生じ
る。ジンバルロック現象が生ずると、アンテナの指向精
度が低下するという欠点があった。

【００２５】本発明は、斯かる点に鑑み、船体が航行時
に動揺運動中或いは一定の傾斜角度にて傾斜している状
態にある場合に、衛星の高度角が大きいときでも、ジン
バルロック現象が生ずることなく、衛星に対して良好に
指向することができるアンテナ指向装置を提供すること
を目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明に依れば、例えば
図１及び図２に示すように、中心軸線Ｘ−Ｘを有し支持
部材４１に支持されたアンテナ１４と、アンテナ１４及
び支持部材４１を中心軸線Ｘ−Ｘに直交する仰角軸線Ｙ
−Ｙ周りに回転可能に支持する方位ジンバル４０と、方
位ジンバル４０を仰角軸線Ｙ−Ｙに直交する方位軸線周
りに回転可能に支持する基台３と、仰角軸線Ｙ−Ｙに平
行な入力軸線を有し支持部材４１に固定された第１のジ
ャイロ４４と、中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者
に直交する入力軸線を有し支持部材４１に固定された第
２のジャイロ４５と、水平面に対する中心軸線Ｘ−Ｘの
傾斜角を指示する信号を出力する第１の加速度計４６
と、水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角を指示する
信号を出力する第２の加速度計４７と、方位ジンバル４
０の方位軸線Ｚ−Ｚ周りの回転角を指示する信号を出力
する方位発信器２４と、方位ジンバル４０に対する仰角
軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角を指示する信号
を出力する仰角発信器３４と、基台３に取り付けられ入
力軸線に対応して方位ジンバル４０を回転させる方位サ
ーボモータ２３と、方位ジンバル４０に取り付けられ入
力軸線に対応してアンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに
回転させる仰角サーボモータ３３と、方位ジンバル４０
が基台３に対して所定の回転角度を越えて回転したとき
方位ジンバル４０を反対方向に回転させるリワインド装
置７１、７２と、を有し、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘを衛星に指向させるように構成されたアンテナ指向装
置において、更に、低高度モード演算部２０４−２と中
高度モード演算部２０４−２と高高度モード演算部２０
４−４とを含むモード演算部２０４と、モード演算部２
０４にモード選択信号を出力するモード設定部２０３
と、を有し、衛星高度が低い低高度モードでは低高度モ
ード演算部２０４−２が作動され衛星高度が中位の中高
度モードでは中高度モード演算部２０４−３が作動され
衛星高度が天頂付近である高高度モードでは高高度モー
ド演算部２０４−４が作動されるように構成されてい
る。

【００２７】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、低高度モードでは、第１のジャイロ４４の出力は仰
角サーボモータ３３に供給され第２のジャイロ４５の出
力は方位サーボモータ２３に供給されリワインド装置７
１、７２は巻き戻し角３６０°にて巻き戻し動作をする
ことを特徴とする。

【００２８】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、中高度モードでは、第１のジャイロ４４の出力は仰
角サーボモータ３３に供給され第２のジャイロ４５の出
力は方位サーボモータ２３に供給されリワインド装置７
１、７２は巻き戻し角１８０°にて巻き戻し動作をする
ことを特徴とする。

【００２９】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、高高度モードでは、仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸
線方位に整合するように方位ジンバル４０の方位が制御
され、リワインド装置７１、７２は巻き戻し角１８０°
にて巻き戻し動作をすることを特徴とする。

【００３０】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、モード演算部２０４は更にアンテナ装置の起動時に
作動する起動モード演算部２０４−１を含むことを特徴
とする。

【００３１】

【作用】起動モード演算部２０４−１と低高度モード演
算部２０４−２と中高度モード演算部２０４−３と高高
度モード演算部２０４−４との４つの演算部を含むモー
ド演算部２０４を設け、衛星高度が低い低高度モードで
は低高度モード演算部２０４−２が作動され衛星高度が
中位の中高度モードでは中高度モード演算部２０４−３
が作動され衛星高度が天頂付近である高高度モードでは
高高度モード演算部２０４−４が作動されるように構成
されているから、衛星高度がどのような高さであっても
指向誤差が少ないアンテナ指向装置を提供することがで
きる。

【００３２】

【実施例】以下に図１〜図４を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図１〜図４において図５の対応す
る部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明は省
略する。

【００３３】図１は、本発明のアンテナ指向装置の１例
を示しており、アンテナ指向装置は機構部１００と制御
演算部２００とを有する。同図において、制御演算部２
００は２点鎖線Ａ−Ａより左側に示され、機構部１００
は２点鎖線Ａ−Ａより右側に示されている。

【００３４】本例によると、制御演算部２００は衛星方
位／高度演算部２０１と衛星情報記憶部２０２とモード
設定部２０３とモード演算部２０４と方位／仰角ステッ
プモータ制御部２０５とを有する。

【００３５】モード演算部２０４は起動モード演算部２
０４−１と低高度モード演算部２０４−２と中高度モー
ド演算部２０４−３と高高度モード演算部２０４−４と
を有する。方位／仰角ステップモータ制御部２０５は方
位ステップモータ制御部２０５−１と仰角ステップモー
タ制御部２０５−２と方位角発信部２０５−３と仰角発
信部２０５−４とを有する。

【００３６】図２は本発明のアンテナ指向装置の機構部
１００の１例を示しており、アンテナ指向装置の機構部
１００は基台３と斯かる基台３に装着された方位ジンバ
ル４０と方位ジンバル４０の上端部のＵ字形部材に装着
された取り付け金具４１と斯かる取り付け金具４１に取
り付けられたアンテナ１４とを有する。

【００３７】アンテナ１４は中心軸線Ｘ−Ｘを有してお
り、アンテナ１４と斯かるアンテナ１４に装着された取
り付け金具４１とからなる組立体は中心軸線Ｘ−Ｘに直
交する仰角軸線Ｙ−Ｙの周りに回転可能に支持されてい
る。方位ジンバル４０は仰角軸線Ｙ−Ｙと直交する方位
軸線周りに回転可能に基台３に支持されている。こうし
て、２軸に回転可能な支持機構が構成され、斯かる支持
機構はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星を指向する
ように制御される。

【００３８】取り付け金具４１には、仰角ジャイロ４４
と方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６及び第２の加
速度計４７とが装着されている。仰角ジャイロ４４によ
って仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１４の回転
角速度が検出され、方位ジャイロ４５によって仰角軸線
Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直交
する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度が検出され、
第１の加速度計４６によってアンテナ１４の仰角軸線Ｙ
−Ｙ周りの傾斜角度が検出され、第２の加速度計４７に
よってアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角度が
検出される。

【００３９】仰角ジャイロ４４と方位ジャイロ４５は例
えば振動ジャイロ、レートジャイロ等の角速度検出型ジ
ャイロであってよい。

【００４０】本例では方位サーボモータ２３及び仰角サ
ーボモータ３３にステップモータが使用されている。ス
テップモータを用いる場合には、方位ジンバル４０のＵ
字形部４０−２の一方の脚部には仰角ゼロクロスピック
アップ３６が装着され、基台３のブリッジ部３−１には
方位ゼロクロスピックアップ２６が装着される。方位ゼ
ロクロスピックアップ２６の出力信号は方位角発信部２
０５−３に入力され、仰角ゼロクロスピックアップ３６
の出力信号は仰角発信部２０５−４に入力されるように
接続されている。

【００４１】方位角発信部２０５−３は、方位ジンバル
４０の方位軸線Ｚ−Ｚ周りの回転角φを指示する信号を
出力し、仰角発信部２０５−４はアンテナ１４の仰角軸
線Ｙ−Ｙ周りの回転角θを指示する信号を出力する。本
例では、従来例にて使用されていた方位発信器２４及び
仰角発信器３４を省略することができる。

【００４２】本例のアンテナ指向装置は、図５の従来例
と同様な仰角制御ループと方位角制御ループとを有す
る。尚、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが水平面となす
角をアンテナの仰角θ_A とし、アンテナ１４の中心軸線
Ｘ−Ｘが水平面上で子午線Ｎとなす角をアンテナの方位
角φ_A とする。

【００４３】仰角制御ループはアンテナの仰角θ_A が衛
星高度角θ_S に一致するようにアンテナ１４を仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りに回転させるよう構成されており、第１の及
び第２のループを含む。第１のループにおいて、仰角ジ
ャイロ４４の出力は積分器５４及び増幅器５５を介して
仰角サーボモータ３３にフィードバックされる。それに
よって船体が動揺しても慣性空間に対するアンテナ１４
の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの角速度は常にゼロに保持され
る。

【００４４】第２のループにおいて、第１の加速度計４
６からの出力信号は、アークサイン演算器５７を経由し
た後、例えば手動設定された衛星高度角θ_S を指示する
信号によって減ぜられ、更に、減衰器５６を経由して積
分器５４及び増幅器５５に入力される。このループは、
アンテナ１４の仰角θ_A を衛星高度角θ_S に一致させる
ための適当な時定数を有する。尚、減衰器５６に仰角ジ
ャイロ４４のドリフト変動を補償させるために積分特性
を具備させることも可能である。

【００４５】方位角制御ループは４つの機能を有する。
第１の機能は衛星高度角θ_S が低高度又は中高度のとき
にアンテナ１４の方位角φ_A が衛星方位角φ_S に一致す
るように方位ジンバル４０の方位を制御するものであ
る。これは方位角制御ループの通常の機能であり、ジン
バルロック現象が生ずる可能性が少ない低高度又は中高
度モードにて作動する。

【００４６】第２の機能は中高度モードにて船体の動揺
角が大きい時に発生するジンバルロック現象を防止する
ために備えられている。第３の機能は衛星高度角θ_S が
９０°付近の高高度のときにアンテナ１４の仰角軸線Ｙ
−Ｙが船体の傾斜軸線方位に整合するように方位ジンバ
ル４０の方位を制御するものであり、第４の機能はリワ
インド機能であり、方位ジンバル４０が所定の方位を越
えて回転したとき方位ジンバル４０を反対方向に例えば
１８０°又は３６０°回転させるものである。

【００４７】こうして、仰角制御ループと方位角制御ル
ープとによってアンテナ１４はその中心軸線Ｘ−Ｘが衛
星方向に指向するように構成されている。

【００４８】次に、本発明のアンテナ指向装置の動作を
説明する。アンテナ指向装置は４つのモードにより作動
し、斯かるモードはアンテナ指向装置を起動するための
起動モードと衛星高度角が低高度にあるときの低高度モ
ードと衛星高度角が中高度にあるときの中高度モードと
衛星高度角が高高度にあるときの高高度モードとを含
む。

【００４９】衛星方位／高度演算部２０１は、衛星情報
記憶部２０２から供給された指向すべき衛星の高度及び
位置情報と、更に、自船の位置情報とに基づいて、自船
から観測した衛星の高度及び方位角を演算して、それを
示す信号をモード設定部２０３及びモード演算部２０４
に出力する。

【００５０】モード設定部２０３は、パワーオン信号と
衛星情報記憶部２０２から供給された信号とに基づいて
４つのモードより１つのモードを選択するモード選択信
号を出力する。モード演算部２０４はモード選択信号に
基づいて、４つのモード演算部２０４−１〜２０４−４
のうち選択された１つのモード演算部を作動させる。以
下に４つのモードについて説明する。

【００５１】（Ａ）起動モード 起動モードはアンテナ指向装置を起動させるときのモー
ドであり、斯かるモードでは起動モード演算部２０４−
１がパワーオン信号の入力より所定時間作動される。方
位サーボモータ２３及び仰角サーボモータ３３が制御さ
れ、方位ジンバル４０の方位φとアンテナ１４の仰角θ
が調節される。尚、本例によれば、方位サーボモータ２
３及び仰角サーボモータ３３はステップモータである。

【００５２】このとき、仰角ゼロクロスピックアップ３
６及び方位ゼロクロスピックアップ２６よりパルス信号
が出力され、方位角発信部２０５−３及び仰角発信部２
０５−４からの出力信号がリセットされる。所定時間経
過後、モード選択信号によって他の３つのモード演算部
２０４−２〜２０４−４のうち選択された１つのモード
演算部が作動する。

【００５３】（Ｂ）低高度モード 低高度モードは衛星高度角が０°（水平）〜約６０°の
ときのモードであり、方位制御ループの第１の機能と第
４の機能即ちリワインド機能が作動する。斯かる第１の
機能は、図５を参照して従来例にて説明した如き通常の
方位角制御ループの有する機能である。このモードで
は、船体が最大動揺角（通常２０°〜３０°）にて動揺
しても、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが方位軸線Ｚ−
Ｚと平行となるジンバルロック現象は生じない。尚、詳
細は例えば本願の出願人と同一の出願人による特願昭６
０−１５３０４４号を参照されたい。

【００５４】仰角ジャイロ４４の出力は積分器５４及び
増幅器５５を介して仰角サーボモータ３３にフィードバ
ックされ、それによって船体が動揺しても慣性空間に対
するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの角速度は常に
ゼロに保持される。

【００５５】方位ジャイロ４５の出力信号は積分器５８
（図５参照）及び増幅器５９を介して方位サーボモータ
２３にフィードバックされ、それによって船体がアンテ
ナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直
交する軸線周りに回転運動しても慣性空間に対するアン
テナ１４の斯かる軸線周りの角速度は常にゼロに保持さ
れる。

【００５６】次に、方位制御ループの第４の機能即ちリ
ワインド機能について説明する。リワインド機能は、方
位角制御ループの方位角発信部２０５−３とリワインド
制御器７１とゲイン切替え回路７２とを含むリワインド
機構によって提供される。

【００５７】方位角発信部２０５−３によって方位軸線
Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角が所定の回転角度、
例えば、船体の首尾線方位に対して±２７０度以上回転
したことが検出されると、リワインド機構が作動され
る。斯かるリワインド機構は３６０°リワインド方式で
あり、アンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周りに３６０°反
対方向に回転され、従ってリワインド後のアンテナ１４
はリワインド直前と同一方位に配置される。

【００５８】３６０°リワインド方式は後に説明する１
８０°リワインド方式と比較して、１８０°リワインド
方式の場合に必要な仰角誤差の補正機構を供えない点が
異なるがそれ以外は同一であってよい。従って、３６０
°リワインド方式の詳細は、以下の（Ｃ）中高度モード
の項を参照されたい。

【００５９】（Ｃ）中高度モード 中高度モードは衛星高度角θ_S が約６０°〜約８５°の
ときのモードであり、方位制御ループの第２の機能と第
４の機能即ちリワインド機能が作動する。先ず、第２の
機能を簡単に説明するが、詳細は例えば本願の出願人と
同一の出願人による特願平４−２５５０５６号を参照さ
れたい。

【００６０】斯かる第２の機能はアンテナの回転角θ
（船体面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの
傾斜角度）が大きいときにアンテナの指向精度が低下す
ることを防止するように働く。斯かる機能は仰角発信部
２０５−４の出力側に設けられたｓｅｃθ演算器７６と
ＯＮ／ＯＦＦ器７８によって提供される。尚、ｓｅｃθ
演算器７６とＯＮ／ＯＦＦ器７８は図２にて仮想線にて
示す。

【００６１】ラプラス変換した後のアンテナの回転角φ
を示す伝達関数は、分母に係数としてＫｃｏｓθを有す
る項を含むから、アンテナの回転角θが大きいときは方
位制御ループの周波数特性が悪くなりアンテナの指向精
度が低下する。従って、仰角発信部２０５−４の出力側
にｓｅｃθ演算器７６を設け、仰角発信部２０５−４よ
り供給された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナの傾斜角度
θを用いてｓｅｃθ値を計算し、斯かるｓｅｃθ値を方
位ジャイロ４５より供給された（ｄφ／ｄｔ）・ｃｏｓ
θに乗算するように構成されている。

【００６２】こうして、ラプラス変換した後のアンテナ
の回転角φを示す伝達関数は、分母に係数としてｃｏｓ
θを有する項を含まないから、アンテナの回転角θが大
きいときでも方位制御ループの周波数特性が悪くなるこ
とはない。

【００６３】衛星高度角θ_S が高高度でなく中高度であ
っても、ジンバルロック現象が生ずることがある。ジン
バルロック現象はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが方位
軸線Ｚ−Ｚと平行となる現象だから、衛星高度角θ_S が
中高度であっても船体の動揺が大きく、アンテナ１４が
船体に対して相対的に仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに大きく回転
すると瞬間的にアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが方位軸
線Ｚ−Ｚと平行となることがある。

【００６４】斯かる瞬間に、アンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線周りに角速
度が発生すると、斯かる角速度は方位ジャイロ４５によ
って検出され、方位サーボモータ２３に命令信号が送ら
れる。こうしてアンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回
転される。方位制御ループによって、上述のように、方
位サーボモータ２３の回転角度は方位ジャイロ４５にフ
ィードバックされ、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰
角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線周りに角速度がゼロ
となるように構成されている。

【００６５】しかしながら、斯かる状態では中心軸線Ｘ
−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線は方位軸線
Ｚ−Ｚに略直交しているため、アンテナ１４を方位軸線
Ｚ−Ｚ周りに回転させても、アンテナ１４の中心軸線Ｘ
−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線周りの角速
度がゼロとならない。従って、方位制御ループは作動し
続け、方位ジャイロ４５から方位サーボモータ２３に命
令信号が送られ続ける。こうして、ジンバルロック現象
が生じ、方位サーボモータ２３は一種の暴走状態とな
る。

【００６６】従って、方位ジャイロ４５の出力側にＯＮ
／ＯＦＦ器７８を設け、ジンバルロック現象が起きる可
能性が高いときには斯かるＯＮ／ＯＦＦ器７８が作動し
て、方位ジャイロ４５から方位サーボモータ２３に命令
信号が供給されることが一時的に停止されるように構成
されている。こうして、方位ジャイロ４５からの命令信
号が遮断されるから、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが
方位軸線Ｚ−Ｚと平行となっても、方位サーボモータ２
３が暴走状態となることはない。

【００６７】つぎに、方位制御ループの第４の機能即ち
リワインド機能に付いて説明する。低高度モードではリ
ワインド機構によってアンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周
りに反対方向に３６０°回転されるように構成されてい
たが、中高度モードではリワインド機構によってアンテ
ナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周りに反対方向に１８０°回転
されるように構成されている。１８０°リワインド方式
は３６０°リワインド方式に比べて、リワインド時間が
短く従ってリワインド中の制御ループの停止時間を短く
することができる利点がある。しかしながら、リワイン
ドによって仰角誤差が生ずる欠点があり、斯かる仰角誤
差を補正する機能が必要となる。

【００６８】図３を参照して、１８０°リワインド方式
に於ける仰角誤差の発生機構とそれを補正する方法を説
明する。図３Ａは船体面に垂直な方位軸線Ｚ−Ｚと斯か
る方位軸線Ｚ−Ｚに直交する仰角軸線Ｙ−Ｙの関係を示
す。アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向を指向し
ているものとする。船体面が水平面に平行な状態から水
平面に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転角度ξ₀ だけ回
転したとする。簡単のため、仰角軸線Ｙ−Ｙは水平面上
にあるものとする。すると船体面に垂直な方位軸線Ｚ−
Ｚも仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転角度ξ₀ だけ回転する。

【００６９】図３Ｂは図３Ａの状態にて、方位軸線Ｚ−
Ｚを含み船体面に垂直な面で切断した断面図である。船
体面に垂直な方位軸線Ｚ−Ｚがリワインド軸線である。
アンテナ１４がリワインド軸線周りに１８０°回転する
と、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは、Ｘ’−Ｘ’に移
動する。リワインド前のアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
とリワインド後のアンテナ１４の中心軸線Ｘ’−Ｘ’の
なす角が仰角誤差θ_Eである。図３Ｂより斯かる仰角誤
差θ_E は容易に求められ、次の数１の式によって表され
る。

【００７０】

【数１】 θ_E ＝２｛π／２−（θ_S −ξ₀ ）｝＝２（π／２−θ）＝π−２θ

【００７１】ここに、θ_S は衛星の高度角、ξ₀ は仰角
軸線Ｙ−Ｙ周りの船体の回転角度、θは船体面に対する
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度である。

【００７２】尚、衛星の高度角θ_S が９０°のときは数
１の式にθ_S ＝π／２を代入して、仰角誤差はθ_E ＝２
ξ₀ である。

【００７３】リワインド機構には斯かる仰角誤差θ_E を
修正する機能が備えられており、仰角誤差θ_E に相当す
る角度だけアンテナ１４は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに反対方
向に回転される。斯かるアンテナ１４は仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転は、好ましくは、リワインド中になされる。
リワインド時間をＴＲとすれば、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの
アンテナ１４の回転角速度を（π−２θ）／ＴＲとすれ
ば、リワインド終了時点で仰角誤差θ_E が修正される。

【００７４】仰角誤差θ_E の修正のための命令信号及び
回転角速度（π−２θ）／ＴＲを指示する信号は、図示
しないが、リワインド機構より仰角制御ループに供給さ
れる。例えば、斯かる命令信号及び回転角速度信号は積
分器５４に入力するように構成してよい。

【００７５】こうして、本例では、１８０°リワインド
にて生ずる仰角誤差θ_E は、リワインド中に補正される
ように構成されているため、リワインド終了時点でアン
テナ１４の指向誤差が生ずることはない。

【００７６】尚、上述の例では、リワインド終了時点で
仰角誤差θ_E が修正されるように、アンテナ１４の回転
角速度を（π−２θ）／ＴＲとしたが、回転角速度の代
わりに、リワインド角に対するアンテナ１４の回転角を
制御するように構成してもよい。斯かる場合、リワイン
ドに対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの修正回
転角を（π−２θ）とすればよい。

【００７７】図４に１８０°リワインド方式の構成を示
す。図４と図２との関係について説明すると、図２にお
ける方位サーボモータ（ステップモータ）２３が図４に
おける電圧−周波数変換器２３−１と１／Ｎ歯車列２３
−２に相当し、図２における方位角発信部２０５−３が
図４における１／ＮＳ分周器２４−１に相当する。

【００７８】電圧−周波数変換器２３−１より方位サー
ボモータ（ステップモータ）２３を回転させるためのパ
ルスレートＮｄφ／ｄｔが出力され、１／Ｎ歯車列２３
−２より方位サーボモータ（ステップモータ）２３の回
転速度ｄφ／ｄｔが出力される。電圧−周波数変換器２
３−１より出力されたパルスレートＮｄφ／ｄｔは１／
ＮＳ分周器２４−１に供給され、斯かる１／ＮＳ分周器
２４−１より方位ジンバル４０の回転角φが出力され
る。１／ＮＳ分周器（Ｓはラプラス演算子）２４−１は
カウンタより構成されている。

【００７９】方位ジャイロ４５には、方位サーボモータ
（ステップモータ）２３によって得られた回転角速度ｄ
φ／ｄｔのｃｏｓ成分と船体の方位運動による角速度成
分が入力される。方位ジャイロ４５の出力信号は積分器
５８と増幅器５９を経由して方位サーボモータ（ステッ
プモータ）２３にフィードバックされる。こうして、ア
ンテナ１４はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸
線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線周りの船体の角運動に対
して安定化される。

【００８０】尚、アンテナ１４の方位角φ_A を衛星の方
位角φ_S に一致させるための方位制御ループが示されて
おり、斯かる方位制御ループは１／ＮＳ分周器２４−１
と加算器６１と減衰器６０と積分器５８よりなり、所定
の時定数を有する。加算器６１では、船首方位角φ_C と
船首方位に対する方位ジンバル４０の回転角度φとの和
に衛星の方位角φ_S が減算される。斯かる値が零となる
まで方位ジンバル４０は回転するように制御される。

【００８１】

【数２】 φ＋φ_C −φ_S ＝０ ∴ φ＝φ_S −φ_C

【００８２】こうして、斯かる数２の式の第１式の左辺
が０となったとき、方位ジンバル４０は静止し、このと
きアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方位φ_S に指向
している。

【００８３】斯かる方位制御ループに付属してリワイン
ド機構が設けられている。リワインド機構はリワインド
制御器７１とゲイン切替え回路７２とを有する。１／Ｎ
Ｓ分周器２４−１より得られた方位ジンバル４０の回転
角φはリワインド制御器７１に入力され、斯かるリワイ
ンド制御器７１は方位ジンバル４０の回転角φが基準方
位より例えば±２７０°を越えたか否かを判断する。方
位ジンバル４０の回転角φが基準方位より例えば±２７
０°を越えた場合には、リワインド制御器７１は加算器
６１に＋π信号又は−π信号を供給する。

【００８４】加算器６１は１／ＮＳ分周器２４−１より
得られた方位ジンバル４０の回転角φとリワインド制御
器７１より得られた＋π信号又は−π信号と更に船首方
位φ _C 及び衛星方位φ_S とを加算する。こうしてリワイ
ンド制御器７１より出力された＋π信号又は−π信号は
方位制御ループに供給され、アンテナ１４は方位軸線Ｚ
−Ｚ周りに±１８０°回転し、ケーブル７０の捩じれが
解かれる。

【００８５】このとき、加算器６１では数２の式と同様
に次の数３の式が演算される。

【００８６】

【数３】 φ＋φ_C −φ_S ±π＝０ ∴ φ＝φ_S −φ_C ±π

【００８７】尚、ゲイン切替え回路７２にはリワインド
制御器７１より出力された＋π信号又は−π信号と加算
器６１より出力された回転角信号が入力される。ゲイン
切替え回路７２は、リワインド制御器７１より＋π信号
又は−π信号が供給された場合にはゲインを変化させる
ための命令信号を減衰器６０に供給する。減衰器６０は
斯かるゲイン切替え回路７２から供給された命令信号に
基づいてそのゲインを数１０〜数１０００倍に増加させ
る。従って、リワインド中は方位ジンバル４０は通常の
制御状態の場合より早い回転速度で方位軸線Ｚ−Ｚ周り
を回転する。

【００８８】ゲイン切替え回路７２は、加算器６１より
供給された回転角信号が所定値より小さくなったとき例
えば零となったとき、ゲインを元の値に変化させるため
の命令信号を減衰器６０に供給する。減衰器６０は斯か
るゲイン切替え回路７２から供給された命令信号に基づ
いてそのゲインを元の値に戻す。

【００８９】（Ｄ）高高度モード 高高度モードは衛星高度角θ_S が約８５°〜９０°のと
きのモードであり、方位制御ループの第３の機能と第４
の機能即ちリワインド機能が作動する。先ず、第３の機
能を簡単に説明するが、詳細は例えば本願の出願人と同
一の出願人による特願平４−５１９０７号を参照された
い。

【００９０】衛星高度角θ_S が約８５°〜９０°のとき
は船体の動揺の大きさに関係なく常にアンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘが方位軸線Ｚ−Ｚに平行となるジンバルロ
ック現象が起きる可能性がある。従って、本例による
と、衛星高度角θ_S が約８５°〜９０°のときにジンバ
ルロック現象が生じないように構成されている。

【００９１】この第３の機能は次の原理に基づいてい
る。即ち、船体の動揺は必ず水平面内の１つの回転軸線
（船体の傾斜軸線）周りの回転運動であると考えること
ができる、従って、仰角軸線Ｙ−Ｙが常にこの回転軸線
の方位φ_T に整合するように方位ジンバル４０の方位を
制御すれば、衛星高度角が高いときでも常にアンテナ１
４の中心軸線Ｘ−Ｘを天頂方向に指向させることができ
る。

【００９２】斯かる第３の機能は、方位角制御ループの
方位ジャイロ４５及び第２の加速度計４７と仰角発信部
２０５−４と仰角軸線傾斜演算器８０と傾斜軸線方位演
算器８５と増幅器５９とによって提供される。

【００９３】方位ジャイロ４５によって出力された仰角
軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に
直交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ω_P と第
２の加速度計４７によって出力されたアンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角度η’を表す信号はそれぞれ
仰角軸線傾斜演算器８０に入力され、斯かる仰角軸線傾
斜演算器８０によって仰角軸線Ｙ−Ｙの水平面に対する
傾斜角ηが求められる。

【００９４】仰角発信部２０５−４からアンテナ１４の
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度θが出力され、次に適当
な減算器にて斯かる回転角度θより衛星高度角θ_S が減
算されて水平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転角度ξ（＝θ_S −θ）が求められる。尚、斯
かる水平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
の回転角度ξは アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの
回転角度θよりアンテナの仰角θ_A を減算して（＝θ_A
−θ）求めてもよい。

【００９５】傾斜軸線方位演算器８５には、仰角軸線傾
斜演算器８０から出力された仰角軸線Ｙ−Ｙの水平面に
対する傾斜角ηと仰角発信部２０５−４から出力された
水平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回
転角度ξと方位発信部２０５−３から得られたアンテナ
１４の回転角φとをそれぞれ表す信号が供給される。

【００９６】傾斜軸線方位演算器８５では、仰角軸線Ｙ
−Ｙの傾斜角ηとアンテナ１４の回転角度ξとから傾斜
軸線方位φ_T が演算され、斯かる傾斜軸線方位φ_T は方
位角発信部２０５−３から得られたアンテナの回転角φ
と比較されて方位偏差信号Δφ_T が演算される。

【００９７】傾斜軸線方位φ_T とアンテナの回転角φと
の差を示す方位偏差信号Δφ_T は傾斜軸線方位演算器８
５より増幅器５９に出力され、増幅器５９より更に方位
サーボモータ２３に供給される。こうして、方位偏差Δ
φ_T が零となるように、即ち、仰角軸線Ｙ−Ｙの方位が
傾斜軸線方位φ_T に整合するように、方位ジンバル４０
が制御される。

【００９８】次に、第４の機能即ちリワインド機能を説
明する。高高度モードでは、リワインド機能は中高度モ
ードと同様に１８０°リワインド方式によってなされ
る。

【００９９】リワインド機構が作動するのはアンテナ１
４が方位軸線Ｚ−Ｚ周りに大きく回転したときである
が、それは船体が旋回したときと船体が動揺してその傾
斜軸線方位が変化したときの２つ場合である。衛星（及
びアンテナ１４）の高度角が高くなると、斯かる２つの
場合のうち、後者の船体の動揺に起因してリワインド機
構が作動する場合が多い。

【０１００】船体が旋回することなく一直線に沿って航
行している場合でも、船体が動揺するとき、特に、船体
の動揺がロール運動ばかりでなくピッチ運動が伴う場合
には船体の傾斜軸線方位は垂直軸線周りに回転する。従
って、アンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙが傾斜軸線方位に
整合するように回転制御するように構成されている場合
には、船体が動揺して傾斜軸線方位が変化する度にアン
テナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転する。

【０１０１】この高高度モードでは、こうしてリワイン
ド機構が作動する頻度が高く、リワインド時間の短縮化
はアンテナの通信時間を確保するために特に必要であ
る。本例では１８０°リワインド方式によってリワイン
ド時間の短縮化が達成されることができる。

【０１０２】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。

【０１０３】

【発明の効果】本発明に依れば、方位−エレベーション
方式のジンバル方式のアンテナ指向装置において、衛星
の高度角が低高度、中高度又は高高度のいずれの高度に
あるときでも、アンテナの中心軸線を衛星方向に指向さ
せることができるから、船舶が地球上のどのような海域
にあっても高い指向精度を提供することができる利点が
ある。

【０１０４】本発明に依れば、アンテナの支持機構とし
て方位軸線と仰角軸線の２つの回転軸線を有するジンバ
ルを使用しており、従来の４ジンバル、５ジンバルの支
持機構を使用していないこと、及び水平儀の如き外部セ
ンサを設ける必要がないこと、のため小型化、軽量化及
び低コスト化をすることができる利点がある。

【０１０５】本発明に依れば、方位サーボモータ及び仰
角サーボモータとしてステップモータが使用され、それ
ぞれゼロクロスピックアップより出力されたゼロクロス
信号によって方位角発信部からの方位角出力値及び仰角
発信部からの仰角出力値とがリセットされるから、通常
の方位サーボモータ及び仰角サーボモータとシンクロ又
はレゾルバ等の発信器とを組合せた構成と比較して、よ
り簡単で寿命が長く且つ低価格のアンテナ指向装置を提
供することができる利点がある。

【０１０６】本発明に依れば、中高度モードでは、船体
の動揺が大きいときにジンバルロック現象が起きること
を回避し、指向精度の高いアンテナ指向装置を提供する
ことができる利点がある。

【０１０７】本発明に依れば、中高度モード及び高高度
モードでは、１８０°リワインド方式によってアンテナ
が方位軸線周りに１８０°リワインドされるから、リワ
インド時間を短縮することができる利点がある。

【０１０８】本発明に依れば、中高度モード及び高高度
モードでは、１８０°リワインド方式における仰角誤差
を修正する機能が備えられ、リワインド中に斯かる仰角
誤差が修正されるから、リワインド時間を短縮し且つア
ンテナによる通信不能時間を短縮することができる利点
がある。

【０１０９】本発明に依れば、高高度モードでは、仰角
軸線Ｙ−Ｙを船体の傾斜軸線に整合させるように構成さ
れているから、ジンバルロック現象が生ずるのを回避す
ることができ、更に、１８０°リワインド方式が採用さ
れているからリワインド時間を短縮することができる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナ指向装置の例を示す図であ
る。

【図２】本発明のアンテナ指向装置の機構部の例を示す
図である。

【図３】１８０°リワインドによる仰角誤差の発生機構
を説明する図である。

【図４】１８０°リワインド機構の構成例を示す図であ
る。

【図５】従来のアンテナ指向装置の例を示す図である。

【符号の説明】

３ 基台 ３−１ ブリッジ部 １１ 円筒部 １３ アーム １４ アンテナ ２０ 方位軸 ２１−１、２１−２ 軸受 ２２ 方位歯車 ２３ 方位サーボモータ ２３−１ 電圧−周波数変換器 ２３−２ １／Ｎ歯車列 ２４ 方位発信器 ２４−１ １／ＮＳ分周器 ２６ 方位ゼロクロスピックアップ ３０−１、３０−２ 仰角軸 ３１−１、３１−２ 軸受 ３２ 仰角歯車 ３３ 仰角サーボモータ ３４ 仰角発信器 ３５ ピニオン ３６ 仰角ゼロクロスピックアップ ４０ 方位ジンバル ４０−１ 支持軸部 ４０−２ Ｕ字形部 ４１ 取り付け金具 ４１−１、４１−２ 脚部 ４４ 仰角ジャイロ ４５ 方位ジャイロ ４６、４７ 加速度計 ５４ 積分器 ５５ 増幅器 ５６ 減衰器 ５７ アークサイン演算器 ５８ 積分器 ５９ 増幅器 ６０ 減衰器 ６１ 加算器 ７０ ケーブル ７１ リワインド制御器 ７２ ゲイン切替え回路 ７３ 切替え回路 ７６ ｓｅｃθ演算器 ７８ ＯＮ／ＯＦＦ器 ８５ 傾斜軸線方位演算器 １００ 機構部 ２００ 制御演算部 ２０１ 衛星方位／高度演算部 ２０２ 衛星情報記憶部 ２０３ モード設定部 ２０４ モード演算部 ２０４−１ 起動モード演算部 ２０４−２ 低高度モード演算部 ２０４−３ 中高度モード演算部 ２０４−４ 高高度モード演算部 ２０５ 方位／仰角モータ制御部 ２０５−１ 方位ステップモータ制御部 ２０５−２ 仰角ステップモータ制御部 ２０５−３ 方位角発信部 ２０５−４ 仰角発信部 Ｘ−Ｘ アンテナ中心軸線 Ｙ−Ｙ 仰角軸線 Ｚ−Ｚ 方位軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小斉 弥祐 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (72)発明者 高橋 睦 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株 式会社トキメック内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01Q 3/00 - 3/10 H01Q 1/34 G01S 3/42

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸線を有し支持部材に支持されたア
   ンテナと、該アンテナ及び支持部材を上記中心軸線に直
   交する仰角軸線周りに回転可能に支持する方位ジンバル
   と、該方位ジンバルを上記仰角軸線に直交する方位軸線
   周りに回転可能に支持する基台と、上記仰角軸線に平行
   な入力軸線を有し上記支持部材に固定された第１のジャ
   イロと、上記中心軸線と仰角軸線の両者に直交する入力
   軸線を有し上記支持部材に固定された第２のジャイロ
   と、水平面に対する上記中心軸線の傾斜角を指示する信
   号を出力する第１の加速度計と、水平面に対する上記仰
   角軸線の傾斜角を指示する信号を出力する第２の加速度
   計と、上記方位ジンバルの上記方位軸線周りの回転角を
   指示する信号を出力する方位発信器と、上記方位ジンバ
   ルに対する上記仰角軸線周りの上記アンテナの回転角を
   指示する信号を出力する仰角発信器と、上記基台に取り
   付けられ入力軸線に対応して上記方位ジンバルを回転さ
   せる方位サーボモータと、上記方位ジンバルに取り付け
   られ入力軸線に対応して上記アンテナを上記仰角軸線周
   りに回転させる仰角サーボモータと、上記方位ジンバル
   が上記基台に対して所定の回転角度を越えて回転したと
   き上記方位ジンバルを反対方向に回転させるリワインド
   装置と、を有し、上記アンテナの中心軸線を上記衛星に
   指向させるように構成されたアンテナ指向装置におい
   て、 更に、低高度モード演算部と中高度モード演算部と高高
   度モード演算部とを含むモード演算部と、該モード演算
   部にモード選択信号を出力するモード設定部と、を有
   し、衛星高度が低い低高度モードでは上記低高度モード
   演算部が作動され衛星高度が中位の中高度モードでは上
   記中高度モード演算部が作動され衛星高度が天頂付近で
   ある高高度モードでは上記高高度モード演算部が作動さ
   れるように構成されていることを特徴とするアンテナ指
   向装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ指向装置におい
   て、上記低高度モードでは、上記第１のジャイロの出力
   は上記仰角サーボモータに供給され上記第２のジャイロ
   の出力は上記方位サーボモータに供給され上記リワイン
   ド装置は巻き戻し角３６０°にて巻き戻し動作をするこ
   とを特徴とするアンテナ指向装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のアンテナ指向装置におい
   て、上記中高度モードでは、上記第１のジャイロの出力
   は上記仰角サーボモータに供給され上記第２のジャイロ
   の出力は上記方位サーボモータに供給され上記リワイン
   ド装置は巻き戻し角１８０°にて巻き戻し動作をするこ
   とを特徴とするアンテナ指向装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載のアンテナ指向装置におい
   て、上記高高度モードでは、上記仰角軸線が船体の傾斜
   軸線方位に整合するように上記方位ジンバルの方位が制
   御され、上記リワインド装置は巻き戻し角１８０°にて
   巻き戻し動作をすることを特徴とするアンテナ指向装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１記載のアンテナ指向装置におい
   て、上記モード演算部は更にアンテナ装置の起動時に作
   動する起動モード演算部を含むことを特徴とするアンテ
   ナ指向装置。