JP3181818B2 - アンテナ指向方向制御方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アンテナの指向方向制
御方法に関し、特に、移動体に搭載して静止衛星からの
電波を受信するアンテナの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信衛星や放送衛星から送られる衛星電
波を受信する場合、良好な受信品質を得るために地上局
側では指向性が鋭い高利得のアンテナが用いられる。

【０００３】このようなアンテナを移動体に搭載して衛
星電波を受信するには、始めに衛星の方向を探索してア
ンテナの指向方向を衛星に向ける必要がある。即ちアン
テナを全空間に対して回転走査させながら受信強度の変
化を監視し、受信強度が最大となる方向にアンテナを指
向させる必要がある。以下、このような動作を捕捉動作
と言う。捕捉動作は、受信中に電波遮断などにより衛星
電波を受信できなくなった場合にも必要になる。そして
捕捉動作後は、移動することに伴って起きる移動体の姿
勢変更に応じてアンテナの指向方向を相対的に変えて、
常に衛星に向ける必要がある。以下、このような動作を
追尾動作と言う。

【０００４】図１は、アンテナを機械的に回転させて、
衛星を捕捉し、追尾できるアンテナ装置のブロック構成
を示す。図１において、アンテナ装置は、マイクロ波帯
の受信アンテナ17と、アンテナ指向方向制御装置10とを
備えている。アンテナ指向方向制御装置10は、角速度セ
ンサ11、Ａ／Ｄ変換器12、演算装置13、駆動回路14、駆
動機構15と、受信機16とを備えている。

【０００５】ここで、角速度センサ11は、移動体の旋回
情報を検出するセンサであり、仰角または方位角に対す
る移動体の旋回角速度を検出し、移動体の旋回角速度と
旋回方向に応じた角速度信号を出力する。

【０００６】Ａ／Ｄ変換器12は、アナログ形式の受信強
度信号を受信機16から入力し、同じくアナログ形式の角
速度信号を角速度センサ11から入力して、それぞれディ
ジタル形式の信号に変換して出力する。

【０００７】演算装置13は、捕捉動作および追尾動作に
関わる判定と制御を司るものであり、ディジタル形式の
受信強度信号と角速度信号をＡ／Ｄ変換器12から入力し
て、パルス状のアンテナ回転指令信号とアンテナ回転方
向信号（以降、合わせてアンテナ回転信号と呼ぶ）を出
力する。

【０００８】駆動回路14は、演算装置13から入力したア
ンテナ回転信号を、モータを駆動するのに必要な駆動信
号に変換する信号変換回路（図示せず）と、駆動信号を
電力増幅する信号増幅回路（図示せず）を含み、１パル
スのアンテナ回転指令信号に対して、アンテナ回転方向
信号により指示される方向に１単位角度だけ仰角または
方位角に対してアンテナ17を回転させるように駆動信号
を出力する。

【０００９】駆動機構15は、モータ（図示せず）と、ア
ンテナ17とモータの双方に機械的に接続されてモータの
回転をアンテナ17の回転に変換する減速機（図示せず）
を含み、駆動回路14から駆動信号を与えられたとき、仰
角または方位角に対してアンテナ17を機械的に回転させ
る。

【００１０】受信機16はアンテナ17で受信した信号を入
力し、検波、復調などの処理を行うとともに、信号の強
度に比例した受信強度信号を出力する。

【００１１】次に従来の捕捉動作を説明するが、説明の
便宜上、条件を以下のように定める。まず、衛星は静止
衛星であり、アンテナ17の指向方向制御は方位角に対す
るものに限定する。アンテナ17の回転とは移動体に対す
る回転であり、移動体の旋回とは大地に対する旋回であ
る。そしてアンテナ17の回転角速度と回転角度の極性
は、アンテナ17が右に回転したときは正の値、左に回転
したときは負の値をとるものとし、移動体の旋回角速度
および旋回角度の極性についても同様とする。また、角
速度センサ11が出力する角速度信号は、移動体の旋回角
速度に比例した電圧であり、移動体が右方向に旋回した
時は正の電圧、逆に移動体が左方向に旋回した時は負の
電圧であり、直進時には０ボルトである。更に、駆動機
構15に内蔵されるモータとアンテナ17の回転方向を同一
とする。

【００１２】従来の捕捉動作は大きく分けて以下のよう
な手順であった。 手順１：アンテナを高速回転させながら受信強度の変化
を監視し、受信強度が限界受信強度TL以上になるのを待
つ。 手順２：受信強度がTL以上になった時、アンテナを低速
回転させながら受信強度の変化を監視し、受信強度が増
加から減少に変わるのを待つ。 手順３：受信強度が減少に変わったらアンテナの回転を
停止させる。この時、次にアンテナの回転を反転させる
準備として、アンテナを完全に停止させるに十分な時間
Δｔ秒間待つ。 手順４：アンテナを遅い角速度で反転回転させ、手順２
において受信強度が増加から減少に転じた方向で停止さ
せ、受信強度信号を取得する。 手順５：受信強度が、追尾を開始するのに必要な追尾可
能最低受信強度TM以上であれば捕捉動作を終了する。一
方、受信強度がTM以下であればアンテナを完全に停止さ
せるに十分な時間Δｔ秒間待って、手順１に戻る。

【００１３】続いて、図８を参照して従来の衛星電波の
捕捉動作を詳細に説明する。まず、手順１では、工程S1
01でアンテナを右方向に速い回転速度VH度／秒で高速回
転させる。なお、アンテナを回転開始させるとき、演算
装置13からは、所定の回転方向を示すアンテナ回転方向
信号と、時間的にパルス出力間隔が次第に短くなるアン
テナ回転指令信号が駆動回路14に出力される。これによ
り、駆動機構15が起動されてアンテナは回転が加速さ
れ、脱調することなく滑らかに高速回転する。

【００１４】次に、工程S102で受信強度信号LEV1をＡ／
Ｄ変換器12から取得し、工程S103でこれを限界受信強度
TLと比較する。ここで、LEV1がTL以上であると判定され
た場合（Ｙ）、工程S115に移行し、LEV1がTL以上でない
と判定された場合（Ｎ）は先の工程S101に戻る。

【００１５】手順２では、工程S115でアンテナを減速さ
せ低速回転させる。次に、工程S116で受信強度信号LEV2
をＡ／Ｄ変換器12から取得し、工程S117でこれを用いて
最大受信強度が検出されたか否か判定する。ここで、最
大受信強度が検出されたと判定された場合（Ｙ）は手順
３の工程S118に移行し、最大受信強度が検出されないと
判定された場合（Ｎ）は前の工程S116に戻る。なお、最
大受信強度は、繰り返し取得した受信強度信号が時間と
共に増加した後に減少に転じたことによって判定する。

【００１６】手順３では、工程S118で、直ちにアンテナ
の回転を停止させて、工程S119でΔｔ秒間だけ待機す
る。この時間は、慣性体であるアンテナの回転方向を反
転させるために、アンテナが完全に停止するのに十分な
待ち時間である。

【００１７】手順４では、工程S120でアンテナの回転方
向を反転させて左方向とし、遅い回転角速度VL度／秒で
低速回転させ、先の工程S117で最大受信強度が検出され
た時の指向方向までアンテナを回転させて、工程S121で
停止させる。続いて工程S122で受信強度信号LEV4をＡ／
Ｄ変換器12から取得し、手順５に移る。

【００１８】手順５では、工程S123で受信強度LEV4が追
尾可能最低受信強度TM以上か否かを判定する。ここで、
LEV4がTM以上であると判定された場合（Ｙ）は捕捉動作
を終了する。一方、LEV4がTM以上ででないと判定された
場合（Ｎ）は、工程S124で、アンテナが完全に停止する
のに十分な時間Δｔ秒だけ待ってから、手順１に於ける
工程S101に戻る。

【００１９】図９は実際の捕捉動作における各種状態の
時間変化の一例であり、図９（ａ）は駆動機構15内のモ
ータによるアンテナの回転角速度の時間変化を示し、図
９（ｂ）は衛星に対するアンテナの指向方向の時間変化
を示し、図９（ｃ）は受信強度の時間変化を示す。ただ
し移動体は静止または直進しており、移動体から見た衛
星の方向は変化しない状態であり、アンテナは、受信強
度がTL以上となるビーム幅が±１０度であり、最初の指
向方向は衛星方向から右に約１５度ずれた方向とする。

【００２０】この状態からアンテナを右方向に加速回転
させると、アンテナの回転角速度は０．５秒で高速回転
角速度VH＝１８５度／秒に達し、以後はその回転角速度
で定速回転させる。この間、演算装置13は受信強度を監
視しており、受信強度がTL以上になるまでアンテナの回
転を続ける。

【００２１】以下に、図９を参照して、受信強度がTL以
上となる直前からの各種状態の時間変化を、実際の値に
基づいて説明する。図９（ｃ）の例では、受信強度が時
間Ｔc1＝１．９９秒でTL以上となったので、アンテナの
回転角速度を減速させ、４５度／秒の低速回転角速度VL
で低速回転させる。そして低速回転中の時間Ｔc2＝２．
１秒において、受信強度が増加から減少に転じたので、
直前の受信強度を最大受信強度として、アンテナの回転
を停止させる。

【００２２】この後、Ｔc2からＴc3＝２．２秒までの
０．１秒間（工程S119のΔｔ）待機した後、アンテナを
４５度／秒の低速回転角速度で左方向に反転回転させ
る。次に時間Ｔc4＝２．３７秒にて、先の時間Ｔc2の直
前において最大受信強度が得られた方向に達したので、
アンテナの回転を停止させる。このときの受信強度はTM
以上あるので、捕捉動作を完了する。なお、アンテナの
指向角度は、図９（ｂ）に示したように、時間Ｔc1に於
いて−１０度、Ｔc2に於いて＋８度、Ｔc4に於いて０度
である。

【００２３】以上のように、衛星電波が捕捉されて、ア
ンテナが衛星電波の到来方向に指向される。

【００２４】以上詳説したように、従来の捕捉動作で
は、アンテナを回転走査させ、その受信強度が増加から
減少に変わった方向でアンテナの回転を停止させ、更
に、アンテナを反転回転させて、受信強度増加から減少
に変わった方向までアンテナの指向方向を戻していた。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】従来の衛星電波の捕捉
動作では、移動体が旋回している場合には誤動作して衛
星電波を捕捉できない場合があった。例えば、最大受信
強度を検出した後にアンテナの回転方向を反転させるた
めに工程S118で停止させた後の減速時間、その後の待ち
時間Δｔ秒間（工程S119）、および工程S120でアンテナ
を起動した直後の加速時間にも、移動体が旋回を続けて
おり、移動体の旋回に伴ってアンテナが回転する。これ
により、アンテナの反転回転後の指向方向は、移動体の
旋回角度分だけ衛星方向からずれることになる。その結
果、受信強度が下がり、工程S123で受信強度信号LEV4が
TMより小さいと判定され、手順１に戻って再び捕捉動作
を繰り返すという問題があった。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載のアンテナ指向方向制御方法
は、移動体に搭載したアンテナで衛星から送られる電波
を受信し、その受信強度によって前記衛星の方向を捕捉
するアンテナ指向方向制御方法において、前記アンテナ
を回転させ、受信した前記電波の受信強度が限界受信強
度である第１の値以上になった時、前記移動体の旋回方
向を検出し、前記旋回方向が前記アンテナの回転方向と
同じである場合は、前記アンテナの回転を停止させ、前
記旋回方向が前記アンテナの回転方向と逆である場合
は、前記アンテナの回転方向を継続しつつ前記アンテナ
を回転させ、その後に受信した前記電波の受信強度が前
記衛星を追尾するのに必要な最低受信強度である第２の
値以上となった時に前記衛星の方向を捕捉したとみなし
た。また、請求項２に記載のアンテナ指向方向制御方法
は、前記第１の値以上になった時、前記移動体の旋回の
有無を検出し、前記旋回が無い場合は、前記アンテナを
回転させ、その後に前記第２の値以上になった時に前記
衛星の方向を捕捉したとみなした。

【００２７】また、請求項３に記載のアンテナ指向方向
制御方法は、移動体上に搭載したアンテナで衛星から送
られる電波を受信し、その受信強度によって前記衛星の
方向を捕捉するアンテナ指向方向制御方法において、前
記アンテナを前記移動体に対して回転させ、前記アンテ
ナで受信した前記電波の受信強度が増加しつつあると判
断する第１の手順と、大地に対する前記移動体の旋回角
速度を参照して、前記移動体が旋回状態か否かおよび大
地に対する前記移動体の旋回方向を判定する第２手順
と、前記第２手順で、前記旋回方向が前記移動体に対す
る前記アンテナの回転方向と同じであると判定された場
合は、前記アンテナの回転を停止させる第３手順と、前
記第２手順で、前記旋回方向が前記移動体に対する前記
アンテナの回転方向と逆であると判定された場合は、そ
の後に受信した前記電波の受信強度が最大値となったこ
とを検出してから前記アンテナの回転を停止させる第４
手順と、前記アンテナの回転を停止した後に前記最大値
を検出する第５手順と、その後に受信した前記電波の受
信強度が前記衛星を追尾するのに必要な最低受信強度以
上となった時に前記衛星の方向を捕捉したとみなす第六
手順とを含む。

【００２８】さらに、請求項４に記載のアンテナ指向方
向制御装置は、移動体上に搭載され、衛星から送られる
電波を受信するアンテナと、前記アンテナで受信した前
記電波の受信強度を検出する受信強度検出手段と、前記
アンテナを前記移動体に対して回転させる回転駆動手段
と、大地に対する前記移動体の旋回の有無と旋回方向と
を検出する旋回状態検出手段と、前記旋回の有無及び前
記旋回方向と前記受信強度とに基づいて前記回転駆動手
段の動作を制御する制御手段とを備え、前記受信強度が
限界受信強度である第１の値以上に達したとき、前記回
転駆動手段は、前記アンテナの回転方向が前記移動体の
旋回方向と同一である場合には前記アンテナの回転を停
止し、前記アンテナの回転方向が前記移動体の旋回方向
と逆である場合には前記受信強度検出手段が最大の受信
強度を検出した後に前記アンテナの回転を停止し、前記
移動体が旋回していない場合には前記アンテナを一方向
に回転させ、前記受信強度検出手段が最大の受信強度を
検出した後に前記アンテナを逆回転させ、前記受信強度
検出手段がが最大の受信強度を再度検出した後に前記ア
ンテナの回転を停止し、前記各アンテナの停止後に前記
受信強度検出手段が受信した信号の受信強度が前記衛星
を追尾するのに必要な最低受信強度である第２の値以上
となった場合に前記アンテナが前記衛星の方向を捕捉し
たとみなした。

【００２９】

【作用】受信強度が限界受信強度になった場合に移動体
の旋回方向を検出し、移動体の旋回方向がアンテナの回
転方向と同じであればアンテナの回転を停止するので、
その後に受信強度の最大値を検出できる。

【００３０】また、移動体の旋回方向がアンテナの回転
方向と逆であれば受信強度の最大値を検出した後にアン
テナの回転を停止するので、その後に受信強度の最大値
を再度検出できる。

【００３１】一方、移動体が旋回していなければ受信強
度の最大値を検出した後にアンテナの回転を停止するの
で、その後に受信強度の最大値を再度検出できる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を図面を用いて説明する。本発
明によるアンテナ指向方向制御方法の実施例は、従来例
と同様に図１に示すアンテナ装置に適用され、図２およ
び図３に示すフローチャートに従って捕捉動作に関わる
判定と制御が演算装置13においてなされる。ここで、ア
ンテナ装置の構成は従来例と同じであるので説明を省略
し、本発明による捕捉動作についてのみ図２および図３
に示すフローチャートを用いて説明する。なお、ここで
の説明も方位角に対してアンテナ17の指向方向を制御す
るものとし、その他の前提条件も従来例の説明と同じと
する。

【００３３】本発明の捕捉動作は、大きく分けて以下の
ような手順を取る。 手順１：アンテナを高速回転させながら受信強度の変化
を監視し、受信強度が限界受信強度TL以上になるのを待
つ。 手順２：受信強度がTL以上になった時、移動体の旋回状
態を判定する。 手順３：移動体が旋回状態であり、かつ旋回方向が右方
向である場合、即ち移動体の旋回方向とアンテナの回転
方向が同じ場合、アンテナの回転を停止させる。 手順４：手順２で移動体が旋回状態であり、かつ旋回方
向が左方向である場合、即ち移動体の旋回方向とアンテ
ナの回転方向が逆の場合、アンテナを低速回転させなが
ら受信強度の変化を監視し、受信強度が増加から減少に
転じたらアンテナの回転を停止させる。 手順５：手順３及び４のそれぞれに続いて、受信強度の
変化を監視し、受信強度が増加から減少に変わるのを待
つ。 手順６：受信強度が追尾を開始するのに必要な追尾可能
最低受信強度TM以上であれば、捕捉動作を終了する。一
方、受信強度がTM以下であれば、手順１に戻る。 手順７：手順２で移動体が非旋回状態である場合、アン
テナを低速回転させながら受信強度の変化を監視し、受
信強度が増加から減少に変わるのを待つ。 手順８：受信強度が減少に変わったらアンテナの回転を
停止させる。この時、次にアンテナの回転を反転させる
準備として、アンテナを完全に停止させるに十分な時間
Δｔ秒間待つ。 手順９：アンテナを遅い角速度で反転回転させ、手順７
において受信強度が増加から減少に転じた方向で停止さ
せ、受信強度を取得する。 手順１０：受信強度が、追尾を開始するのに必要な追尾
可能最低受信強度TM以上であれば捕捉動作を終了する。
一方、受信強度がTM以下であればアンテナを完全に停止
させるに十分な時間Δｔ秒間待って、手順１に戻る。

【００３４】続いて、図２および図３を参照して本発明
の衛星電波の捕捉動作を詳細に説明する。なお、工程S1
から工程S3までの手順１、および工程S15 から工程S24
までの手順７から１０は、それぞれ、従来例のフローチ
ャートを示す図８における工程S101から工程S103までの
手順１、および工程S115から工程S124までの手順２から
５と同じなので説明を省略し、図２における手順２から
６までの移動体旋回時における捕捉動作のみを詳細に説
明する。

【００３５】手順２では、工程S4でＡ／Ｄ変換器12から
角速度信号Ｖを取得し、次の工程S5で移動体が旋回して
いるか否かを判定する。ここで、移動体が直進または静
止している場合、即ち、Ｖ＝０の場合（Ｎ）は手順７に
移行し、一方、移動体が旋回している場合（Ｙ）は工程
S6に移行する。工程S6では、角速度信号Ｖの極性により
移動体の旋回方向を判定する。ここで、旋回方向が右方
向（Ｙ）、即ちアンテナの回転方向と移動体の旋回方向
が同じ場合は手順３の工程S7に移行し、一方、旋回方向
が左方向（Ｎ）、即ちアンテナの回転方向と移動体の旋
回方向が逆の場合は手順４の工程S8に移行する。

【００３６】手順３では、工程S7で直ちにアンテナの回
転を停止させ、手順５に移行する。

【００３７】手順４では、工程S8で、アンテナを減速さ
せ低速回転させる。次に、工程S9で受信強度信号LEV2を
Ａ／Ｄ変換器12から取得し、工程S10 でこれを用いて最
大受信強度が検出されたか否か判定する。ここで、最大
受信強度が検出されたと判定された場合（Ｙ）は次の工
程S11 に移行し、最大受信強度が検出されないと判定さ
れた場合（Ｎ）は前の工程S9に戻る。工程S11 では、直
ちにアンテナの回転を停止させて、手順５の工程S12 に
移行する。

【００３８】手順５では、工程S8で受信強度信号LEV3を
Ａ／Ｄ変換器12から取得し、工程S13 でこれを用いて最
大受信強度が検出されたか否か判定する。ここで、最大
受信強度が検出されたと判定された場合（Ｙ）は手順６
の工程S14 に移行し、最大受信強度が検出されないと判
定された場合（Ｎ）は前の工程S12 に戻る。

【００３９】手順６では、工程S14 で、手順５の工程S1
2 で取得した受信強度LEV3が追尾可能最低受信強度TM以
上か否かを判定する。ここで、LEV3がTM以上であると判
定された場合（Ｙ）は捕捉を終了する。一方、LEV がTM
以上でないと判定された場合（Ｎ）は、手順１における
工程S1に戻る。

【００４０】このように、この発明によるアンテナ指向
方向制御方法では、捕促動作は、移動体が直進または静
止している場合は、手順１，２を経て手順７に続き、移
動体の旋回方向が右方向である場合、即ち移動体の旋回
方向とアンテナの回転方向が同じ場合は手順１，２，３
を経て手順５に続き、一方、移動体の旋回方向が左方向
である場合、即ち移動体の旋回方向とアンテナの回転方
向が逆の場合は手順１，２，４を経て手順５に続く

【００４１】図４および図５は、上記の手順の経過に対
応したアンテナ指向方向の時間変化と、受信強度の時間
変化を示したものであり、図４はアンテナの回転方向と
移動体の旋回方向が同じ場合であり、図５はアンテナの
回転方向と移動体の旋回方向が逆の場合である。そし
て、図４（ａ）、図５（ａ）はそれぞれないしの順
にアンテナ指向方向が変化する様子を示し、図４
（ｂ）、図５（ｂ）はそれぞれ受信強度の時間変化を示
し、図中のないしは、図４（ａ）、図５（ａ）にお
けるアンテナ指向方向と一致している。また、図４
（ａ）、図５（ａ）において「移動体」の矢印は移動体
の旋回方向および旋回角速度を示し、「モータ」の矢印
はモータの回転によるアンテナの回転方向をおよび回転
角速度を示す。

【００４２】まず、移動体の旋回方向が右方向の場合
（図４参照）、時間では、アンテナがモータおよび移
動体の旋回により右回転して衛星の方向に近づきつつあ
るが、未だ衛星の方向から離れているので、受信強度は
TL以下であるが、時間 では、アンテナが衛星方向に近
づき、受信強度がTL以上となる。これ以降はモータの回
転を停止し、アンテナは移動体の旋回と共に大地に対し
て緩やかに右回転する。そして時間でアンテナの指向
方向が衛星の方向に一致して、受信強度は最大になり、
続いて時間で僅かに低下するので、時間において最
大値が検出されたと判断する。

【００４３】一方、移動体の旋回方向が左方向の場合
（図５参照）、時間では、移動体の左旋回に逆らって
モータの右回転によってアンテナが右回転して衛星の方
向に近づきつつあるが、未だ衛星の方向から離れている
ので、受信強度はTL以下であるが、時間では、アンテ
ナが衛星方向に近づき、受信強度がTL以上となる。この
場合は更にモータを回転させる。そして時間で、アン
テナの指向方向が衛星の方向に一致して、受信強度は最
大になり、続いて時間で僅かに低下するので、時間
において最大値が検出されたと判定する。これ以後はモ
ータの回転を停止し、アンテナは移動体の旋回によって
逆転して、大地に対して左方向に緩やかに回転する。そ
して時間でアンテナの指向方向が衛星の方向に一致し
て、受信強度は最大になり、続いて時間で僅かに低下
するので、時間において最大値が検出されたと判定す
る。

【００４４】なお、図４の時間と、図５の時間また
はの時点でアンテナの指向方向は衛星方向から僅かに
ずれているが、受信強度はTM以上なので、ここで捕捉動
作を終了しても、以後、追尾動作に移行してアンテナの
指向方向を修正することができる。

【００４５】図６、図７はこの発明による実際の捕捉動
作における各種状態の時間変化の一例であり、図６は、
VH＝１８５度／秒でアンテナを右回転させている時に、
移動体が右方向にVC＝３５度／秒で旋回した場合、即ち
アンテナの回転方向と、移動体の旋回方向が同じ場合の
例であり、図７は、VH＝１８５度／秒でアンテナを右回
転させている時に、移動体が左方向にVC＝３５度／秒で
旋回した場合、即ちアンテナの回転方向と移動体の旋回
方向が逆の場合の捕捉動作の例である。なお、図６
（ａ）および図７（ａ）はアンテナの回転角速度の時間
変化を示し、図中の実線は大地に対するアンテナの回転
角速度を示し、一点鎖線は移動体に対するアンテナの回
転角速度を示す。図６（ｂ）、図７（ｂ）は衛星に対す
るアンテナの指向方向の時間変化を示し、図６（ｃ）、
図７（ｃ）は受信強度の時間変化を示す。

【００４６】次に、図６、７を用いて本発明の動作時間
について具体的に説明する。まず、図６において、既に
説明した手順１に相当する時間Ｔa1＝１．６７秒までの
間は、アンテナの回転方向と、移動体の旋回方向が同じ
なので、大地に対するアンテナの回転角速度VHa は移動
体に対する回転角速度VHよりも大きく、右に２２０度／
秒である。そして時間Ｔa1でTL以上の受信強度を検出し
たので手順３に移り、アンテナの回転を停止させる。そ
の後、移動体の旋回に伴って、アンテナは大地に対して
右に３５度／秒の回転角速度で回転し、手順５におい
て、Ｔa2＝２．１７秒で受信強度の最大値を検出した。
このとき、受信強度がTM以上であれば、捕捉を終了す
る。

【００４７】また、図７において、Ｔb1＝２．４５秒ま
での間は、アンテナの回転方向と、移動体の旋回方向が
逆なので、大地に対するアンテナ17の回転角速度VHb は
移動体に対する回転角速度VHよりも小さく、右に１５０
度／秒である。そして、時間Ｔb1＝２．４５秒でTL以上
の受信強度を検出したので手順４に移り、アンテナを移
動体に対してVL＝４５度／秒、すなわち、大地に対して
右に１０度／秒で低速回転させる。その後、Ｔb2＝２．
６秒で受信強度の最大値を検出したのでアンテナの回転
を停止させる。その後移動体の回転に伴って、アンテナ
は大地に対して左に３５度／秒の回転角速度で回転し、
手順５において、Ｔb3＝３．０３秒で受信強度の最大値
を検出した。このとき、受信強度がTM以上であれば、捕
捉を終了する。

【００４８】このように、本発明によると、移動体が旋
回した場合でも電波を捕捉することが可能となる。

【００４９】なお、上記の実施例では、移動体が旋回状
態であるか否かと、移動体の旋回方向を検出するために
角速度センサ11を用いたが、角速度センサ11の代わりに
地磁気センサや舵角センサ、その他のものでも、移動体
が旋回状態であるか否かと移動体の旋回方向を検出でき
るものであればよい。

【００５０】また、実施例のフローチャートを示す図２
および図３において、捕捉開始時のアンテナの初期回転
方向を右としたが（工程S1）、これを左方向としても良
い。更に、これまでの実施例の説明では、方位角に対し
てアンテナの指向方向を制御するとしたが、仰角に対し
てアンテナの指向方向を制御する場合も同様の制御方法
を用いることができる。

【００５１】

【発明の効果】上記のように、この発明によるアンテナ
指向方向制御方法によれば、衛星を捕捉する時に、移動
体の旋回状態に合わせてアンテナの回転状態を変えるよ
うにし、また捕捉動作の途中で移動体に対するアンテナ
の回転方向を変えることがない。従って、従来のアンテ
ナ指向方向制御方法のように、移動体の旋回によってア
ンテナが衛星の方角とは逆の方向に回転することがな
ぃ。また、一旦、最大受信強度を検出して捕捉動作が完
了するまで連続的に受信強度を監視するようにし、移動
体の旋回を利用してアンテナの指向方向を最大受信強度
の方向に戻すようにしたので、移動体の旋回による捕捉
動作の誤動作がなくなり、衛星電波を短時間で確実に捕
捉できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アンテナ指向方向制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の一実施例による捕捉動作のフローチャ
ートの一部である。

【図３】本発明の一実施例による捕捉動作のフローチャ
ートの他の一部である。

【図４】本発明の一実施例によるアンテナ指向方向と受
信強度の時間変化を示す図である。

【図５】本発明の一実施例によるアンテナ指向方向と受
信強度の時間変化を示す図である。

【図６】本発明の一実施例によるアンテナの回転角速度
と指向角度と受信強度の時間変化を示す図である。

【図７】本発明の一実施例によるアンテナの回転角速度
と指向角度と受信強度の時間変化を示す図である。

【図８】従来の捕捉動作のフローチャートである。

【図９】従来技術によるアンテナの回転角速度と指向角
度と、受信強度の時間変化を示す図である。

【符号の説明】

１０ アンテナ指向方向制御装置 １１ 角速度センサ（旋回状態検出手段） １２ Ａ／Ｄ変換器 １３ 演算装置（制御手段） １４ 駆動回路 １５ 駆動機構（回転駆動手段） １６ 受信機（受信強度検出手段） １７ アンテナ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に搭載したアンテナで衛星から送
   られる電波を受信し、その受信強度によって前記衛星の
   方向を捕捉するアンテナ指向方向制御方法において、前
   記アンテナを回転させ、受信した前記電波の受信強度が
   限界受信強度である第１の値以上になった時、前記移動
   体の旋回方向を検出し、前記旋回方向が前記アンテナの
   回転方向と同じである場合は、前記アンテナの回転を停
   止させ、前記旋回方向が前記アンテナの回転方向と逆で
   ある場合は、前記アンテナの回転方向を継続しつつ前記
   アンテナを回転させ、その後に受信した前記電波の受信
   強度が前記衛星を追尾するのに必要な最低受信強度であ
   る第２の値以上となった時に前記衛星の方向を捕捉した
   とみなすことを特徴とするアンテナ指向方向制御方法。
2. 【請求項２】 前記第１の値以上になった時、前記移動
   体の旋回の有無を検出し、前記旋回が無い場合は、前記
   アンテナを回転させ、その後に前記第２の値以上になっ
   た時に前記衛星の方向を捕捉したとみなすことを特徴と
   する請求項１に記載のアンテナ指向方向制御方法。
3. 【請求項３】 移動体上に搭載したアンテナで衛星から
   送られる電波を受信し、その受信強度によって前記衛星
   の方向を捕捉するアンテナ指向方向制御方法において、
   前記アンテナを前記移動体に対して回転させ、前記アン
   テナで受信した前記電波の受信強度が増加しつつあると
   判断する第１の手順と、大地に対する前記移動体の旋回
   角速度を参照して、前記移動体が旋回状態か否かおよび
   大地に対する前記移動体の旋回方向を判定する第２手順
   と、前記第２手順で、前記旋回方向が前記移動体に対す
   る前記アンテナの回転方向と同じであると判定された場
   合は、前記アンテナの回転を停止させる第３手順と、前
   記第２手順で、前記旋回方向が前記移動体に対する前記
   アンテナの回転方向と逆であると判定された場合は、そ
   の後に受信した前記電波の受信強度が最大値となったこ
   とを検出してから前記アンテナの回転を停止させる第４
   手順と、前記アンテナの回転を停止した後に前記最大値
   を検出する第５手順と、その後に受信した前記電波の受
   信強度が前記衛星を追尾するのに必要な最低受信強度以
   上となった時に前記衛星の方向を捕捉したとみなす第六
   手順とを含むことを特徴とするアンテナの指向方向制御
   方法。
4. 【請求項４】 移動体上に搭載され、衛星から送られる
   電波を受信するアンテナと、前記アンテナで受信した前
   記電波の受信強度を検出する受信強度検出手段と、前記
   アンテナを前記移動体に対して回転させる回転駆動手段
   と、大地に対する前記移動体の旋回の有無と旋回方向と
   を検出する旋回状態検出手段と、前記旋回の有無及び前
   記旋回方向と前記受信強度とに基づいて前記回転駆動手
   段の動作を制御する制御手段とを備え、前記受信強度が
   限界受信強度である第１の値以上に達したとき、前記回
   転駆動手段は、前記アンテナの回転方向が前記移動体の
   旋回方向と同一である場合には前記アンテナの回転を停
   止し、前記アンテナの回転方向が前記移動体の旋回方向
   と逆である場合には前記受信強度検出手段が最大の受信
   強度を検出した後に前記アンテナの回転を停止し、前記
   移動体が旋回していない場合には前記アンテナを一方向
   に回転させ、前記受信強度検出手段が最大の受信強度を
   検出した後に前記アンテナを逆回転させ、前記受信強度
   検出手段がが最大の受信強度を再度検出した後に前記ア
   ンテナの回転を停止し、前記各アンテナの停止後に前記
   受信強度検出手段が受信した信号の受信強度が前記衛星
   を追尾するのに必要な最低受信強度である第２の値以上
   となった場合に前記アンテナが前記衛星の方向を捕捉し
   たとみなすことを特徴とするアンテナ指向方向制御装
   置。