JP3238523B2

JP3238523B2 - 自動追尾アンテナ装置

Info

Publication number: JP3238523B2
Application number: JP10307793A
Authority: JP
Inventors: 充前田; 博司畑野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-04-28
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 2001-12-17
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JPH06314922A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体上で衛星放送や
衛星通信等の電波源を追尾受信するための自動追尾アン
テナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、移動体（例えば、列車、船舶、自
動車、航空機）上に、地上局あるいは人工衛星局との移
動体通信や、放送波受信のためにアンテナを搭載してい
る物がある。特に、衛星放送が普及するにつれて移動体
上においても衛星放送を受信したいというニーズが高ま
っている。

【０００３】衛星放送のように、衛星からの微弱な電波
を受信するには、一般に指向性の鋭い高利得アンテナが
必要であるため、移動体上で受信しようとした場合、常
に電波源である衛星を高速かつ精度よく追尾するアンテ
ナ姿勢制御装置が必要である。

【０００４】追尾アンテナの追尾方式には様々な方式が
提案されているが、なかでも応答速度の速いモノパルス
方式（同時ロービング方式とも呼ぶ）が比較的小型で移
動速度の速い自動車等に適しているといえる。さらに、
モノパルス方式には振幅比較モノパルス方式と位相比較
モノパルス方式があるが、ここでは位相比較モノパルス
方式の原理についてのみ説明する。

【０００５】図９は、位相比較モノパルス方式の原理図
である。ホーンアンテナ１、２が同一平面上に設けられ
ており、１’、２’はアンテナ１、２の実質放射点（以
後、アンテナ中心という）を表している。アンテナ１に
は９０度移相器３が接続されており、アンテナ１、２の
受信波はミキサー回路４で積算され、ローパスフィルタ
５を介して出力される。

【０００６】ここで、アンテナ正面方向から角度θの方
向に電波源がある場合、アンテナ１の受信波は、図中
Ｌ’の距離分だけアンテナ２より位相が遅れる。ここで
さらにアンテナ２の受信波をｓｉｎωｔ、アンテナ中心
１’、２’間の距離をＬとおけば、Ｌ’＝Ｌ・ｓｉｎθ
と表せるので、結局アンテナ１の受信波は、ｓｉｎ（ω
ｔ−２πＬ’／λ）と表せる。ただし、ωは受信波の角
速度、λは波長を表す。ゆえに、ミキサー回路４の出力
は次式のように表せる。ｓｉｎωｔ・ｓｉｎ（ωｔ−Ｘ−π／２）＝−ｓｉｎωｔ・ｃｏｓ（ωｔ−Ｘ）＝−１／２（ｓｉｎ（２ωｔ−Ｘ）＋ｓｉｎ（Ｘ））ただし、Ｘ＝２πＬ・ｓｉｎθ／λ よって、ローパスフィルタ５で高周波成分を除去すれ
ば、図１０のように誤差角θに起因する直流電圧成分
（以後、モノパルス電圧という）だけが得られる。な
お、図１０において、６は誤差角θの変化に対するこの
モノパルス電圧の軌跡である。

【０００７】アンテナ中心１’、２’間の距離Ｌ、波長
λは既知の定数であるからこの電圧値から誤差角θを求
めることができ、誤差角θを常に零になるようにアンテ
ナを姿勢制御してやれば追尾が可能となる。

【０００８】この位相比較モノパルス方式のアンテナを
平面アンテナで構成した例を図１１に示す。平面アンテ
ナはもともと小さなアンテナ素子をアレー上に並べたア
ンテナの集合体であるから、内部をある程度任意に分割
して複数のアンテナを同一平面状に構成することが容易
にできるのでモノパルス方式に適しているといえる。

【０００９】図１１におけるアンテナ８は、仰角および
水平方向の２軸制御に必要な最小限の３つのアンテナを
平面アンテナで構成した一例で、８ｂと８ｃの位相差よ
り仰角方向の誤差角を、８ａと（８ｂ＆８ｃ）の位相差
より水平方向の誤差角を求めることができる。なお、前
記の記号＆は各アンテナの合成を表している。

【００１０】例えば、このアンテナ８を衛星放送追尾ア
ンテナとして用いた場合、８ａ、８ｂ、８ｃの各アンテ
ナ受信波を合成して衛星放送を受信するのが、装置系を
小型化する上で有効な手段だと言われている。

【００１１】しかし、実際には３つのアンテナを合成す
る際の合成損失があるため、アンテナ８を必要最低限の
大きさより一回り余裕を持たせた大きさにする必要があ
り、小型化を図る上であまり有効ではない。その上、３
つのアンテナ８ａ、８ｂ、８ｃを合成するには、微妙に
位相を調整する必要があり、工業的にも安定した性能を
得ることが困難であった。

【００１２】このため、出願人は受信用のアンテナと追
尾誤差角を検出するモノパルスアンテナを分離独立さ
せ、かつモノパルスアンテナを超小型のアンテナで構成
し、空きスペースに配して装置系全体の小型化を図る方
式を発明し、先に出願した。（特願平３−３０９２９１
号）ここでは、この先願出願を従来例にとり説明する。

【００１３】図１２〜１４は、従来例のアンテナ部分の
構成を示す。自動追尾アンテナ装置のアンテナ部は、図
１３に示すように、受信専用アンテナ３１と、超小型の
仰角方向用モノパルスアンテナ３２、３３を同一平面上
に構成したアンテナ（以後、主アンテナと呼ぶ）３０
と、図１４に示す超小型の水平方向用モノパルスアンテ
ナ３７、３８を設けたアンテナ（以後、サブアンテナと
呼ぶ）３９からなっている。また、主アンテナ３０の背
面には映像受信用ＬＮＢユニット３４が設けてあり、さ
らに、主アンテナ３０、サブアンテナ３９の背面にはモ
ノパルス用ＬＮＢユニット３５および誤差角検出ユニッ
ト３６が設けてある。

【００１４】本来は、主アンテナ３０内に水平方向およ
び仰角方向用モノパルスアンテナを設け、一体化するこ
とが望ましいが、できるだけ主アンテナ３０を小型に
し、かつ受信アンテナ３１の有効受信面積を確保するた
めに、サブアンテナ３９は図１２に示すように、主アン
テナ３０とは別場所に配置し、水平方向に回転テーブル
８０ごと駆動制御される構造となっている。

【００１５】仰角方向には、主アンテナは駆動制御可能
な構造であるが、サブアンテナは４０度で固定であるた
め、アンテナビーム幅が広くなるように水平方向用モノ
パルスアンテナ３７、３８は、仰角方向に１素子配列の
平面アンテナで構成している。

【００１６】図１５は、自動追尾アンテナ装置のブロッ
ク図を示し、受信専用アンテナ３１、仰角方向用モノパ
ルスアンテナ３２、３３、水平方向用モノパルスアンテ
ナ３７、３８を備え、受信専用アンテナ３１には映像受
信用ＬＮＢ３４を設けている。

【００１７】仰角方向用モノパルスアンテナ３２、３３
からの信号を受けるモノパルス用ＬＮＢユニット３５
は、１０．６７８ＧＨｚの局発回路４１と、２分配回路
４２と、２つのＬＮＢ回路４０から構成されている。

【００１８】誤差角検出ユニット３６は、１〜１．３Ｇ
Ｈｚ帯の増幅回路４３、周波数変換用ミキサー回路４
４、２分配回路４５、中心周波数が４０２．７８ＭＨｚ
のバンドパスフィルタ４６、４００ＭＨｚ帯の増幅回路
４７、位相差検出用ミキサー回路４８、ローパスフィル
タ４９、直流増幅回路５０、位相調整用ケーブル５１か
ら構成されている。

【００１９】また、水平方向用モノパルスアンテナ３
７、３８に接続されたモノパルスＬＮＢユニット３５、
および誤差角検出ユニット３６は、仰角方向用モノパル
スアンテナ３２、３３に接続されているのと同一の回路
構成となっている。

【００２０】また、２分配回路８１、Ｃ／Ｎ検出回路５
２、比較回路５３、電圧制御発振器（ＶＣＯ）５４、追
尾チャンネル切換回路５５、制御回路５６、振動子型ジ
ャイロ５７、水平方向用および仰角方向用サーボコント
ローラ５８、５９、水平方向用および仰角方向用サーボ
モータ６０、６２、ロータリーエンコーダ６１、６３を
備えている。

【００２１】受信専用アンテナ３１で受信した１２ＧＨ
ｚ帯の信号は、映像受信用ＬＮＢ３４で１．３ＧＨｚ帯
の信号に変換され、２分配回路８１で分配された後、一
方はそのまま映像信号として伝送される。そして他方は
Ｃ／Ｎ検出回路５２に伝送され、追尾チャンネル切換回
路５５で設定されたチャンネル信号のＣ／Ｎ値に対応し
た電圧（以後、Ｃ／Ｎ電圧という）が出力される。この
Ｃ／Ｎ電圧が、ある一定のしきい値以上になれば比較回
路５３より制御回路５６へＨレベルの信号が出力され
る。一方、仰角方向用モノパルスアンテナ３２、３３
の受信波は、それぞれモノパルス用ＬＮＢユニット３５
で１．３ＧＨｚ帯の同一周波数に変換された後、誤差角
検出ユニット３６内で増幅され、追尾チャンネル切換回
路５５で設定されたチャンネル信号が周波数変換用ミキ
サー回路４４で、中心周波数４０２．７８ＭＨｚの信号
に変換される。さらに、この４００ＭＨｚ帯の信号は増
幅され、位相差検出用ミキサー回路４８に入力され、直
流電圧成分のみを検出、増幅し、仰角方向用モノパルス
電圧として制御回路５６に出力される。

【００２２】また、水平方向用モノパルスアンテナ３
７、３８の受信波も全く同様にして、水平方向用モノパ
ルス電圧を求め制御回路５６に出力される。

【００２３】比較回路５３の出力がＨレベルであると
き、制御回路５６は追尾状態であると認識して、内部ス
イッチＳ１、Ｓ２をオンにし、水平方向用モノパルス電
圧、仰角方向用モノパルス電圧を、そのままアナログ制
御用サーボコントローラ５８、５９に指示電圧値として
与え、サーボモータ６０、６２をその指示電圧に対応し
た速度で回転駆動させることにより、アンテナを姿勢制
御している。

【００２４】図１６は、従来例の自動追尾アンテナ装置
の平面図と側面図を示している。図中７４は電源回路ユ
ニット、７５は制御回路およびサーボコントローラユニ
ットである。

【００２５】このように従来例では、図１０で示したモ
ノパルス電圧６を、そのままアナログ制御用サーボコン
トローラ５８、５９の指示電圧として取り込み、サーボ
モータ６０、６２をその指示電圧に対応した速度で回転
させアンテナを制御するので、制御回路５６内でモノパ
ルス電圧より追尾誤差角を演算したり、デジタル制御用
サーボコントローラを駆動させるための複雑な演算処理
が一切不用で高速な追尾を可能としている。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例で
は、アンテナ姿勢制御における制御モードには、上述の
電波源を追尾する追尾モードと、電波源を探し捕捉する
サーチモードがあり、このモード切り換えを比較回路５
３の出力がＨレベルの信号であるか、Ｌレベルの信号で
あるかで判断していた。

【００２７】従って、比較回路５３におけるしきい値が
低ければ低いほど捕捉しやすく、また、追尾をはずしに
くくなり、制御上、比較回路５３におけるしきい値を低
く設定することが望ましいが、アンテナサイドローブレ
ベルのため、あまりしきい値を低く設定することができ
なかった。

【００２８】この点をさらに詳細に説明する。図１７
（ａ）は、図１５におけるＣ／Ｎ検出回路５２の出力で
あるＣ／Ｎ電圧と水平方向の追尾誤差角θとの関係を示
す図で、図１７（ｂ）は水平方向用モノパルス電圧と水
平方向の追尾誤差角θとの関係を示す図である。図中、
１０は強電界時におけるＣ／Ｎ電圧値の軌跡、１１は弱
電界時におけるＣ／Ｎ電圧値の軌跡であり、１２はモノ
パルス電圧値の軌跡である。

【００２９】従来例では、比較回路５３におけるしきい
値電圧Ｖ₀よりＣ／Ｎ電圧値が大きければ、比較回路５
３はＨレベルの信号を出力し、その結果、追尾モードに
入る。追尾モードでは、モノパルス電圧値の符号によっ
て駆動方向を、その絶対値によって駆動速度を決めて、
アンテナを駆動させて追尾制御をしている。

【００３０】ところで、強電界条件下ではＣ／Ｎ電圧が
しきい値Ｖ₀以上となる角度範囲θ ₀（以後、追尾角度
範囲と呼ぶ）は、地域や降雨により電界強度が弱くなる
にしたがって、追尾角度範囲がθ’₀のように除々に狭
くなっていく。

【００３１】一方、サーチモードでは、電波源を短時間
に探し出すため、高速回転し全方向をサーチする必要が
ある。そのために、電波源を捕捉し、追尾モードへ切り
換わった直後は、サーチ速度の慣性力によって、図１７
（ａ）の０点に止まりきらずに、オーバーラン現象が見
られるが、通常はこのオーバーランに比べて追尾角度範
囲θ₀が十分に広いため、０点に引き戻すことができ問
題とならない。

【００３２】しかし、弱電界条件下において、追尾角度
範囲θ₀が非常に狭くなると、オーバーラン時に追尾角
度範囲θ₀外に飛び出してしまうと、直ちに比較回路５
３の出力はＬとなりサーチモードへ移行するため、電波
源を捕捉できなくなってしまうことになる。

【００３３】また、追尾状態においても、弱電界条件下
で追尾角度範囲が狭くなると、急激な変動時には制御遅
れのために追尾角度範囲外に飛び出しやすく、サーチモ
ードに移行しやすくなってしまう。

【００３４】従って、比較回路５３におけるしきい値電
圧Ｖ₀は、出来る限り低く設定することが望ましい。し
かし、平面アンテナのようなアレーアンテナは比較的サ
イドローブレベルが高いため、図１７に示すように、し
きい値電圧Ｖ₀をＶ’₀まで下げた場合、サイドローブ
レベルのためにモノパルス電圧の符号が反転する領域
（電波源から逃げる方向にアンテナ駆動する）が追尾角
度範囲内に含まれることになり、あまりしきい値電圧Ｖ
₀を低く設定することができなかった。

【００３５】従って、従来の自動追尾アンテナ装置で
は、弱電界条件下では、捕捉しにくく、追尾をはずしや
すくなる傾向が強いので、短時間捕捉のためのサーチ動
作の高速化が困難であるという問題があった。

【００３６】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、弱電界条件下において
も強電界条件下とほぼ同等の捕捉性能および追尾維持性
能を得ることのできるような自動追尾アンテナ装置を提
供することにある。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明は、衛星放送ある
いは衛星通信等を受信する３個以上の平面アンテナと、
各アンテナの受信波より仰角方向の誤差角を検出する第
１の誤差角検出手段と、水平方向の誤差角を検出する第
２の誤差角検出手段とをテーブル上に設け、単一あるい
は複数の平面アンテナを仰角方向に駆動可能にする第１
支持手段および第１駆動手段と、前記テーブルを水平方
向に回転可能とする第２支持手段および第２駆動手段
と、第１、第２の誤差角検出手段の誤差角情報に従っ
て、第１、第２の駆動手段を動作させる制御装置と、単
一のアンテナの受信波あるいは複数のアンテナの受信合
成波からアンテナ受信レベルに対応した信号を検出する
受信レベル検出手段と、この受信レベル検出手段からの
受信レベル検出信号と予め定められたしきい値とを比較
する比較手段を有してなり、アンテナ駆動制御として、
前記第１、第２の誤差角情報にしたがって第１、第２の
駆動手段を駆動制御し電波源を追尾する追尾モードと、
電波源を探すために前記制御装置の指示に従って全方向
をサーチするサーチモードとを備え、前記受信レベル検
出信号がしきい値より大きくなったとき、サーチモード
から追尾モードへ移行し、受信レベル検出信号がしきい
値より小さくなったとき、追尾モードからサーチモード
へ移行するようにした自動追尾アンテナにおいて、前記
比較手段では、しきい値をアンテナの受信電界条件に応
じて変化させるようにするとともに、初期捕捉の場合は
前記受信レベル検出信号を予め定められたしきい値と比
較し、その後は受信電界条件に応じて変化させたしきい
値と比較するようにしたことを特徴とするものである。

【００３８】また、請求項２においては、請求項１の自
動追尾アンテナ装置において、信号を平滑する平滑回路
を付加し、前記受信レベル検出手段からの信号を前記平
滑回路を介して出力し、平滑回路の出力信号の所定時間
ごとの最大値を求め、最大値から所定値だけ差し引いた
値をしきい値とするようにしたことを特徴とするもので
ある。

【００３９】また、請求項３においては、請求項１また
は請求項２の自動追尾アンテナ装置において、前記比較
手段を、サーチモードから追尾モードへの移行を判定す
るための第１の比較手段と、前記第１の比較手段のしき
い値電圧よりも小さいしきい値電圧を有し追尾モードか
らサーチモードへの移行を判定するための第２の比較手
段とで構成したことを特徴とするものである。

【００４０】

【作用】本発明の自動追尾アンテナ装置にあっては、受
信レベル検出手段で検出した信号を比較手段のしきい値
と比較するに際して、前記しきい値を受信レベル検出信
号から所定値を引いた値とするというように、アンテナ
の受信電界条件に応じて変化させるようにしているので
ある。

【００４１】また、請求項２においては、請求項１の自
動追尾アンテナ装置において、信号の平滑回路を付加
し、前記受信レベル検出手段からの信号を前記平滑回路
で平滑した後出力し、この出力信号を所定時間に所定回
数サンプリングすることによりし、所定時間ごとの最大
値を求め、最大値から所定値だけ差し引いた値をしきい
値とするようにしている。

【００４２】また、請求項３においては、請求項１また
は請求項２の自動追尾アンテナ装置において、比較手段
を２つ設け、一方の比較手段をサーチモードから追尾モ
ードへの移行を判定するためのものとし、他方の比較手
段を追尾モードからサーチモードへの移行を判定するた
めのものとするとともに、後者の比較手段のしきい値を
前者の比較手段のしきい値より小さい値になるようにし
ているのである。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。

【００４４】図１は、本発明に係る自動追尾アンテナ装
置の一実施例を示すブロック図であり、自動追尾アンテ
ナ装置としての基本的構成は、従来例として説明した図
１５のものと同等であるので、同一箇所には同一符号を
付して説明を省略し、ここでは、本発明の特徴部分につ
いてのみ説明する。

【００４５】本発明の特徴は、受信専用アンテナのサイ
ドローブレベルはＣ／Ｎ電圧に比例して大きくなるとい
うことに着目し、比較回路５３のしきい値を受信専用ア
ンテナ３１のＣ／Ｎ電圧の大きさに応じて変化させよう
とするものである。つまり、平滑回路８２を付加し、受
信専用アンテナ３１のＣ／Ｎ電圧を平滑回路８２を介し
て制御回路５６に読み込み、比較回路５３のしきい値電
圧Ｖ₁を制御回路５６からの制御信号により、Ｃ／Ｎ電
圧の値に応じた値になるように更新していくのである。

【００４６】図２は上述の特徴部分を示したブロック図
であり、平滑回路８２は、受信専用アンテナ３１で受信
され、Ｃ／Ｎ電圧検出回路５２で検出されたＣ／Ｎ電圧
を取り込み、このＣ／Ｎ電圧を平滑しＶ_Xとして出力す
るものである。例えば、図３に示すように、オペアンプ
ＯＰと抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コンデンサＣ１、Ｃ２からなる
平滑回路で、抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１により定まる時
定数を適当な値にすることによって、電柱や樹木等によ
るＣ／Ｎ電圧の瞬間的な変動やＣ／Ｎ電圧に含まれるノ
イズ等による電圧変動を除去することができるのであ
る。制御回路５６内のＣＰＵ５６ａでは、Ａ／Ｄ変換回
路５６ｂでＡ／Ｄ変換されたＶ_Xを一定時間に一定回数
サンプリングして取り込み、この中の最大値Ｖ_MAXを求
め、この最大値Ｖ_MAXから予め設定した所定値αを引い
た電圧値を生成し、これをＤ／Ａ変換回路５６ｃにより
Ｄ／Ａ変換し、しきい値Ｖ₁（＝Ｖ_MAX−α）として比
較回路５３に与えるのである。ここで、所定値α、は図
４に示したように、しきい値Ｖ₁がＣ／Ｎ電圧の最大値
Ｖ_MAXとサイドローブレベルの間に位置するような値と
する。弱電界条件下では、Ｃ／Ｎ電圧のピーク値が減衰
すればサイドローブレベルもそれに比例して減衰するの
で、しきい値Ｖ₁（＝Ｖ_MAX−α）はＣ／Ｎ電圧の最大
値Ｖ_MAXとサイドローブレベルの間に位置するようにな
り、追尾誤差角θ₁は、強電界条件下と弱電界条件下と
で略同じ値となる。従って、しきい値Ｖ ₁は、受信電界
条件に応じて変動し、その受信条件下におけるＣ／Ｎ電
圧のピーク値より一定レベルαだけ低い値に設定される
ため、追尾角度範囲θ₁は、降雨減衰や地域による電界
条件の変化に関係なく一定とすることができるのであ
る。

【００４７】なお、本実施例では、アンテナ受信レベル
の変化に対応した出力電圧を送出する回路として、Ｃ／
Ｎ検出回路５２を用いたが、本発明は何らこの回路に限
定されるものではない。

【００４８】本発明の自動追尾アンテナ装置には、電波
源を追尾する追尾モードと、電波源を探すために制御回
路５６の指示に従って全方向をサーチするサーチモード
とが備えられており、受信レベル検出信号（Ｃ／Ｎ電
圧）がしきい値Ｖ₁より大きくなったとき、サーチモー
ドから追尾モードへ移行し、受信レベル検出信号（Ｃ／
Ｎ電圧）がしきい値Ｖ₁より小さくなったとき、追尾モ
ードからサーチモードへ移行するようにしている。

【００４９】本実施例では、電源投入直後の初期捕捉時
のサーチモードから追尾モードへの移行を検出する場合
には、Ｖ_Xが定まっていないので、しきい値Ｖ₁として
初期値Ｖ₁₀を予め定めておく。この初期値Ｖ₁₀は、受信
専用アンテナ３１の受信レベルに対応したＣ／Ｎ電圧が
高いときでもサイドローブレベルより低くならず、Ｃ／
Ｎ電圧が低いときでもＣ／Ｎ電圧のピーク値よりも高く
ならない程度の電圧値を設定する。

【００５０】ここで、図５に示したフローチャートに基
づいて、本実施例の動作を説明する。まず、予め、比較
回路８２のしきい値Ｖ₁の初期値Ｖ₁₀を設定しておく。
Ｃ／Ｎ電圧が比較回路８２のしきい値Ｖ₁（＝Ｖ₁₀）よ
り大きくなると、追尾モードに入り、次にサーチモード
に移行するまでは、比較回路８２では、Ｃ／Ｎ電圧の大
きさに対応して更新されたしきい値Ｖ₁を用いてサーチ
モードへの移行が判断される。比較回路８２の出力がし
きい値Ｖ₁より小さくなると、サーチモードへ移行す
る。この際、追尾をはずす直前のしきい値Ｖ₁をＣＰＵ
５６ａ内に記憶しておき、再捕捉時のしきい値として用
いる。従って、サーチモード時のしきい値Ｖ₁はその値
が更新されることはない。受信専用アンテナ３１のＣ／
Ｎ電圧がしきい値Ｖ₁より大きくなった場合、アンテナ
は瞬時に追尾モードに移行して衛星方向に向くので、一
定時間内のＣ／Ｎ電圧Ｖ_Xの最大値Ｖ_MAXは、その時の
受信電界条件下でのＣ／Ｎ電圧ピーク値に略等しくな
る。

【００５１】図６は、本発明に係る他の実施例を示す全
体構成図である。本実施例では、２つの比較回路５３
ａ、５３ｂを設けている。比較回路５３ａ、５３ｂに
は、各々しきい値Ｖ₁、Ｖ₂が設定され、これらのしき
い値Ｖ₁、Ｖ₂は、上述の実施例と同様の方法で更新さ
れるが、Ｖ₂はＶ₁より小さくなるように設定する。そ
して、比較回路５３ａは捕捉検出専用の比較回路とし、
比較回路５３ｂは追尾を逃がしサーチモードへの移行を
検出するための専用の比較回路とする。

【００５２】図７に示すように、しきい値Ｖ₁は、平滑
回路８２の出力Ｖ_MAXより所定値αだけ小さい値に設定
し、しきい値Ｖ₂は、平滑回路８２の出力Ｖ_MAXより所
定値βだけ小さい値に設定する。ここで、αはしきい値
Ｖ₁がＣ／Ｎ電圧のサイドローブレベルより高くなるよ
うに設定し、βはしきい値Ｖ₂がＣ／Ｎ電圧のサイドロ
ーブレベルより低くなるように設定しておく。従って、
しきい値Ｖ₁、Ｖ₂は受信電界条件下におけるＣ／Ｎ電
圧のピーク値よりそれぞれα、βという一定の電圧差を
もって変動する。しかし、初期捕捉の場合はＣ／Ｎ電圧
Ｖ_Xが定まっていないので、しきい値Ｖ₁、Ｖ₂の初期
値として、それぞれ予め定められたＶ₁₀を用いる。

【００５３】本実施例の動作は、図８のフローチャート
に示すように、まず、予め、比較回路５３ａ、５３ｂの
しきい値Ｖ₁の初期値Ｖ₁₀を設定しておく。Ｃ／Ｎ電圧
値が比較回路５３ａのしきい値Ｖ₁（＝Ｖ₁₀）より大き
くなると、追尾モードに入り、次に追尾モードからサー
チモードに移行するまでは、比較回路５３ｂでは、Ｃ／
Ｎ電圧の大きさに対応して更新されたしきい値Ｖ₂を用
いてサーチモードへの移行が判断される。Ｃ／Ｎ電圧が
比較回路５３ｂのしきい値Ｖ₂より小さくなると、サー
チモードへ移行する。この際、追尾をはずす直前のしき
い値Ｖ₁をＣＰＵ５６ａ内に記憶しておき、再捕捉時の
しきい値として用いる。従って、サーチモード時のしき
い値Ｖ₁はその値が更新されることはない。

【００５４】従って、本実施例においては、しきい値Ｖ
₁、Ｖ₂は、受信電界条件の変化に応じて更新されるの
で、Ｃ／Ｎ電圧がしきい値Ｖ₁以上になり、サーチモー
ドから捕捉できる範囲（捕捉角度範囲）θ₁は、弱電界
条件下でも強電界条件下と略同一となり、Ｃ／Ｎ電圧が
しきい値Ｖ₂以下となって追尾モードから追尾をはずす
追尾角度範囲をはずすθ₂も同様に電界条件に影響され
ることなく略一定となる。また、２つのしきい値Ｖ₁、
Ｖ₂を用いて判定することにより、追尾角度範囲をより
広くすることができるとともに、一度追尾状態になると
追尾をはずしにくくなるのである。

【００５５】なお、本実施例において、２つの比較回路
を用いたが、１つの比較回路でしきい値を２つ持たせる
ようにしても良いことはいうまでもない。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明の自動追尾アンテ
ナ装置によれば、受信レベル検出手段で検出した信号を
比較手段のしきい値と比較するに際して、前記しきい値
を受信レベル検出信号から所定値を引いた値とするとい
うように、アンテナの受信電界条件に応じて変化させる
ようにしたので、弱電界条件下においても強電界条件下
とほぼ同等の捕捉性能および追尾維持性能を得ることの
できるような自動追尾アンテナ装置が提供できた。

【００５７】また、請求項２においては、信号の平滑回
路を付加し、前記受信レベル検出手段からの信号を前記
平滑回路で平滑した後出力し、この出力信号を所定時間
に所定回数サンプリングすることによりし、所定時間ご
との最大値を求め、最大値から所定値だけ差し引いた値
をしきい値とするようにしているので、電柱や樹木等に
よる受信レベル検出信号の瞬間的な変動や、受信レベル
検出信号に含まれるノイズを除去することができる。

【００５８】また、請求項３においては、請求項１また
は請求項２に記載の自動追尾アンテナ装置において、比
較手段を２つ設け、一方の比較手段をサーチモードから
追尾モードへの移行を判定するためのものとし、他方の
比較手段を追尾モードからサーチモードへの移行を判定
するためのものとするとともに、後者の比較手段のしき
い値を前者の比較手段のしきい値より小さい値になるよ
うにしたので、追尾角度範囲をより広くすることができ
るとともに、一度追尾状態になると追尾をはずしにくく
することを可能とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の自動追尾アンテナ装置
を示す全体構成図である。

【図２】同上の特徴部を示すブロック図である。

【図３】同上に係る平滑回路の一例を示す回路図であ
る。

【図４】同上のＣ／Ｎ電圧と比較回路のしきい値電圧と
の関係を示す図である。

【図５】同上の制御モード切り換えのフローチャート図
である。

【図６】本発明の他の実施例の自動追尾アンテナ装置を
示す全体構成図である。

【図７】同上のＣ／Ｎ電圧と比較回路のしきい値電圧と
の関係を示す図である。

【図８】同上の制御モード切り換えのフローチャート図
である。

【図９】位相モノパルス方式の原理図である。

【図１０】誤差角の変化に対するモノパルス電圧変化の
軌跡を示す図である。

【図１１】モノパルスアンテナを平面アンテナで構成し
た場合の基本を示す図である。

【図１２】従来例のアンテナ部の側面図である。

【図１３】同上の主アンテナの平面図である。

【図１４】同上の水平方向用モノパルスアンテナの平面
図である。

【図１５】同上の自動追尾アンテナ装置の全体構成図で
ある。

【図１６】同上の自動追尾アンテナ装置の平面図および
側面図である。

【図１７】従来例におけるＣ／Ｎ電圧、モノパルス電圧
と比較回路のしきい値電圧との関係を示す図である。

【符号の説明】

３０主アンテナ３１受信専用アンテナ３２仰角方向用モノパルスアンテナ３３仰角方向用モノパルスアンテナ３６誤差角検出ユニット３７水平方向用モノパルスアンテナ３８水平方向用モノパルスアンテナ５２Ｃ／Ｎ検出回路５３比較回路５３ａ比較回路５３ｂ比較回路５６制御回路８２平滑回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平３−128506（ＪＰ，Ａ) 特開平２−132925（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】衛星放送あるいは衛星通信等を受信する
３個以上の平面アンテナと、各アンテナの受信波より仰
角方向の誤差角を検出する第１の誤差角検出手段と、水
平方向の誤差角を検出する第２の誤差角検出手段とをテ
ーブル上に設け、単一あるいは複数の平面アンテナを仰角方向に駆動可能
にする第１支持手段および第１駆動手段と、前記テーブ
ルを水平方向に回転可能とする第２支持手段および第２
駆動手段と、第１、第２の誤差角検出手段の誤差角情報
に従って、第１、第２の駆動手段を動作させる制御装置
と、単一のアンテナの受信波あるいは複数のアンテナの
受信合成波からアンテナ受信レベルに対応した信号を検
出する受信レベル検出手段と、この受信レベル検出手段
からの受信レベル検出信号と予め定められたしきい値と
を比較する比較手段を有してなり、アンテナ駆動制御として、前記第１、第２の誤差角情報
にしたがって第１、第２の駆動手段を駆動制御し電波源
を追尾する追尾モードと、電波源を探すために前記制御
装置の指示に従って全方向をサーチするサーチモードと
を備え、前記受信レベル検出信号がしきい値より大きく
なったとき、サーチモードから追尾モードへ移行し、受
信レベル検出信号がしきい値より小さくなったとき、追
尾モードからサーチモードへ移行するようにした自動追
尾アンテナにおいて、受信レベル検出信号から所定値を引いた値をしきい値と
して、アンテナの受信電界条件に応じて、しきい値を変
化させると共に、前記比較手段では、初期捕捉の場合は
前記受信レベル検出信号を予め定められたしきい値と比
較し、その後は受信電界条件に応０じて変化させたしき
い値と比較するようにしたことを特徴とする自動追尾ア
ンテナ。
【請求項２】信号を平滑する平滑回路を付加し、前記
受信レベル検出手段からの信号を前記平滑回路を介して
出力し、平滑回路の出力信号の所定時間ごとの最大値を
求め、最大値から所定値だけ差し引いた値を比較手段の
しきい値とするようにしたことを特徴とする請求項１記
載の自動追尾アンテナ装置。
【請求項３】前記比較手段を、サーチモードから追尾
モードへの移行を判定するための第１の比較手段と、前
記第１の比較手段のしきい値電圧よりも小さいしきい値
電圧を有し追尾モードからサーチモードへの移行を判定
するための第２の比較手段とで構成したことを特徴とす
る請求項１または請求項２記載の自動追尾アンテナ装
置。