JP5787475B2 - Satellite capture device - Google Patents
Satellite capture device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5787475B2 JP5787475B2 JP2009258157A JP2009258157A JP5787475B2 JP 5787475 B2 JP5787475 B2 JP 5787475B2 JP 2009258157 A JP2009258157 A JP 2009258157A JP 2009258157 A JP2009258157 A JP 2009258157A JP 5787475 B2 JP5787475 B2 JP 5787475B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- satellite
- azimuth
- geostationary
- angle
- geostationary satellite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Description
本発明は、通信衛星にアクセスする無線局において、設置点の緯度に基づいて所望の静止衛星を捕捉する衛星捕捉装置に関する。 The present invention relates to a satellite capturing device that captures a desired geostationary satellite based on the latitude of an installation point in a radio station that accesses a communication satellite.
従来、衛星通信システムの地球局では、空中線系の主ローブの仰角および方位角は、以下の通りに設定されていた。
(1) 傾斜計を介して水平面に対する空中線系の姿勢の誤差が確認され、このような差が所望の精度で小さな値に圧縮される。
(2) ＧＰＳ（Global Positioning
System）を用いて地球局が設置された地点の緯度θlat および経度θlon が求められる。
Conventionally, in an earth station of a satellite communication system, the elevation angle and azimuth angle of the main lobe of the antenna system are set as follows.
(1) An error in the attitude of the antenna system relative to the horizontal plane is confirmed via an inclinometer, and such a difference is compressed to a small value with a desired accuracy.
(2) GPS (Global Positioning
System) is used to determine the latitude θlat and longitude θlon of the location where the earth station was installed.
(3) 方位磁石を用いて真北（真南）の方向が特定される。
(4) 上記緯度θlat および経度θlon の地点において、静止軌道上における所望の静止衛星の位置を示す方位角Θａｚおよび仰角Θｅが求められる。
(5) 空中線系の仰角が上記仰角Θｅに設定される。
(3) The direction of true north (true south) is specified using a compass.
(4) At the latitude θlat and longitude θlon, the azimuth angle Θaz and elevation angle Θe indicating the desired geostationary satellite position on the geostationary orbit are obtained.
(5) The elevation angle of the antenna system is set to the elevation angle Θe.
(6) 上記方位角θｅまたは真北（真南）の方向を基準として、空中線系の方位角が上記方位角Θａｚに設定される。
(7) 静止衛星から到来した無線信号のレベルや信号空間上における誤差が所望の精度で小さな値となる値に方位角Θａｚが微調整されることにより、上記方位磁石の誤差の圧縮が図られる。
(6) The azimuth angle of the antenna system is set to the azimuth angle Θaz with reference to the direction of the azimuth angle θe or true north (true south).
(7) The azimuth angle Θaz is finely adjusted so that the level of the radio signal arriving from the geostationary satellite and the error in the signal space become a small value with the desired accuracy, thereby compressing the error of the azimuth magnet. .
また、このような方位角Θａｚは、複数の衛星から同じ周波数帯の無線信号が受信された場合には、電界強度が高い受信波が到来した静止衛星の方位角に優先的に設定される。 Further, such azimuth angle Θaz is preferentially set to the azimuth angle of a stationary satellite from which a received wave having a high electric field strength arrives when radio signals of the same frequency band are received from a plurality of satellites.
なお、本発明に関連する先行技術としては、以下に列記する特許文献１ないし特許文献３がある。
(1) 「停止時における車両の方位角、ピッチ角及びロール角をそれぞれ独立的かつ自動的に検出する手段と；車両停止時において検出された前記方位角、ピッチ角及びロール角を停止時における車両の姿勢角として出力する手段と；車両停止位置情報に基づき取得された衛星の絶対方向（仰角及び方位角）を前記検出された姿勢角を用いて車両から見た衛星の相対方向（仰角及び方位角）へ座標変換する手段；車両に搭載されるアンテナの指向方向を前記座標変換した相対仰角及び相対方位角で定まる方向へ設定する手段と；前記設定した指向方向の周辺領域におけるその指向方向の制御を前記座標変換によって相対方向を求めて行う手段と；前記設定した指向方向において、または、前記指向方向の制御時において、受信電界強度値と基準値とを比較し受信電界強度値が基準値を超えるか否かによって衛星を捕捉したか否かを判断し、衛星を捕捉しない場合には、衛星に対する絶対仰角を所定の単位角度幅ごとに一定として方位方向に所定の範囲を走査する予め設定した走査パターンに基づいて前記アンテナの指向方向を走査せしめつつ衛星を捕捉する手段とを備える」ことにより、「車両停止時の姿勢角を自動的に検出し、それを用いて車両から見た衛星の相対方向を求めるようにしたので、正確にアンテナを衛星方向へ指向させることができる」する点に特徴がある衛星通信用の車載アンテナ…特許文献１
As prior arts related to the present invention, there are Patent Documents 1 to 3 listed below.
(1) “Means of independently and automatically detecting the azimuth angle, pitch angle and roll angle of the vehicle when stopped; and the azimuth angle, pitch angle and roll angle detected when the vehicle is stopped Means for outputting the attitude angle of the vehicle; the absolute direction (elevation angle and azimuth angle) of the satellite acquired based on the vehicle stop position information using the detected attitude angle and the relative direction of the satellite (elevation angle and Means for converting the coordinates to azimuth); means for setting the directivity direction of the antenna mounted on the vehicle to a direction determined by the coordinate-converted relative elevation angle and relative azimuth angle; and the directivity direction in the peripheral region of the set directivity direction Means for obtaining a relative direction by means of the coordinate transformation; and a received electric field strength value and a reference value in the set directivity direction or during control of the directivity direction To determine whether or not the satellite has been captured based on whether or not the received electric field strength value exceeds the reference value. If the satellite is not captured, the absolute elevation angle with respect to the satellite is made constant for each predetermined unit angle width. By means of capturing a satellite while scanning the antenna pointing direction based on a preset scanning pattern that scans a predetermined range in the azimuth direction, thereby automatically detecting the attitude angle when the vehicle is stopped In addition, since the relative direction of the satellite as viewed from the vehicle is obtained using this, it is possible to accurately point the antenna in the satellite direction.
(2) 「ＧＰＳ２１と方位測定手段２５とを移動体１１に搭載し、ＧＰＳ２１で移動体１１の現在位置を、方位測定手段２５で絶対方位をそれぞれ測定し、これと衛星１５の位置情報とにより演算手段２６で移動体１１から衛星１５を見た時の仰角と方位角とを演算し、これら仰角と方位角とに、アンテナ１３の指向方向の仰角と、方位角とがそれぞれなるように設定手段２７により駆動手段１２を制御する」ことにより、「短時間で衛星を捕捉する」点に特徴がある衛星通信用移動体アンテナ制御装置…特許文献２ (2) “GPS 21 and azimuth measuring means 25 are mounted on the mobile body 11, the GPS 21 measures the current position of the mobile body 11, and the azimuth measuring means 25 measures the absolute azimuth. The calculation means 26 calculates the elevation angle and the azimuth angle when the satellite 15 is viewed from the mobile body 11, and the elevation angle and the azimuth angle are set so that the elevation angle and the azimuth angle of the antenna 13 are respectively directed to the elevation angle and the azimuth angle. By controlling the driving means 12 with the means 27, a mobile antenna control device for satellite communication characterized by “capturing satellites in a short time”.
(3) 「受信周波数及び受信レベルに基づいて捕捉対象衛星からのビーコン信号を判別するビーコン受信判別装置７と、車載局１０及び捕捉対象衛星１の位置情報に基づいて方位角及び仰角を算出するアンテナ制御装置６と、アンテナ２を駆動するアンテナ駆動装置５とを備え、アンテナ制御装置６により算出された方位角を中心とする第１の角度範囲内においてアンテナ２を駆動し、ビーコン受信判別装置７からの判別信号に基づいてビーコン信号にロックオンする」ことにより、「車載局アンテナを短時間かつ確実に自動で捕捉対象衛星に指向させることができる」点に特徴がある車載中継局の衛星捕捉システム…特許文献３ (3) “Calculate the azimuth angle and elevation angle based on the beacon reception determination device 7 that determines the beacon signal from the capture target satellite based on the reception frequency and the reception level, and the position information of the in-vehicle station 10 and the capture target satellite 1. An antenna control device 6 and an antenna drive device 5 that drives the antenna 2, drive the antenna 2 within a first angle range centered on the azimuth angle calculated by the antenna control device 6, and beacon reception determination device The satellite of the in-vehicle relay station is characterized in that “the in-vehicle station antenna can be automatically directed to the capture target satellite in a short time and surely” by locking on to the beacon signal based on the discrimination signal from 7 Capture system ... Patent Literature 3
ところで、上述した従来例では、方位磁石による方位角θｅの計測、あるいは真北（真南）の方向の特定には、高い鉄塔、高圧線、大きな建造物等による地磁気の乱れに起因して大きな誤差を生じる可能性がある。 By the way, in the above-described conventional example, the measurement of the azimuth angle θe by the azimuth magnet or the specification of the true north (true south) direction is large due to the turbulence of geomagnetism due to a high steel tower, high voltage line, large building, etc. An error may occur.
また、渓谷、あるいは比較的高い山に近い低地では、ＧＰＳ衛星から到来する受信波の数が好適な値となるとは限らないため、ＧＰＳを用いた地球局の緯度θlatおよび経度θlon の特定の精度は、必ずしも十分ではなかった。 Also, in low valleys near valleys or relatively high mountains, the number of received waves coming from GPS satellites may not always be a suitable value, so the specific accuracy of latitude θlat and longitude θlon of earth stations using GPS Was not always enough.
さらに、同じ周波数帯の受信波が受信された複数の静止衛星の内、電界強度が高い受信波が到来した方向にある静止衛星は、その受信波の電界強度が地形・気象現象等に応じた伝搬路の特性によって広範に変動し得るため、必ずしも所望の静止衛星とはならなかった。 Furthermore, among multiple geostationary satellites that have received a reception wave of the same frequency band, the geostationary satellite in the direction in which the reception wave with a high electric field strength has arrived has an electric field intensity of the reception wave that corresponds to topography, weather phenomena, etc. Since it can vary widely depending on the characteristics of the propagation path, it has not always been the desired geostationary satellite.
また、従来例では、同じ帯域内で受信される受信波の送信源に該当する静止衛星の数が多い場合には、これらの静止衛星の内、受信波の電界強度が最も高い静止衛星から順番に捕捉の対象とするために、所望の静止衛星を捕らえるまでに長時間を要する場合があった。 Also, in the conventional example, when there are many geostationary satellites corresponding to transmission sources of received waves received in the same band, among these geostationary satellites, the geostationary satellite having the highest received wave field strength is ordered. Therefore, it may take a long time to capture a desired geostationary satellite.
本発明は、構成が大幅に変更されることなく、始動時における空中線系の主ローブの方位角の如何にかかわらず効率的に所望の静止衛星を捕捉できる衛星捕捉装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a satellite capturing device that can efficiently capture a desired geostationary satellite regardless of the azimuth angle of the main lobe of the aerial system at the time of start-up without greatly changing the configuration. To do.
請求項１に記載の発明では、方位探索手段は、空中線系の位置の緯度に対して静止軌道上における所望の静止衛星の位置を与える仰角に前記空中線系の主ローブの仰角を設定し、かつ前記主ローブの方位角を掃引することによって、前記所望の静止衛星から到来すべき無線信号が受信された方位を求める。方位絞り込み手段は、前記方位探索手段によって求められ、かつ前記仰角の方向で前記静止軌道と交叉する二点の方位の内、前記静止軌道上における既知の静止衛星の配置と、前記空中線系の位置とで定まる前記所望の静止衛星の方位を識別する。 In the invention according to claim 1, bearing searching means sets the elevation of the main lobe of the antenna system in the elevation which gives the position of the desired still satellites in geostationary orbit relative to the latitude of the position of the antenna system, and By sweeping the azimuth angle of the main lobe, the azimuth | direction in which the radio signal which should arrive from the said desired geostationary satellite was received is calculated | required. The azimuth narrowing means is determined by the azimuth search means , and among the two azimuths intersecting the geostationary orbit in the elevation angle direction, the arrangement of known geostationary satellites on the geostationary orbit and the position of the antenna system The direction of the desired geostationary satellite determined by
すなわち、空中線系の主ローブの方位角および仰角が如何なるものであっても、所望の静止衛星の方位角は、既知の仰角に対して静止軌道上で交叉する２つの方位の内、既存の静止衛星の配置に基づいて選択された一方の方位として特定される。 That is, whatever the azimuth and elevation angle of the main lobe of the aerial system, the desired geostationary satellite azimuth is the existing geostationary of the two azimuths intersecting the geostationary orbit with respect to the known elevation angle. One direction selected based on the arrangement of the satellites is specified.
本発明によれば、方位磁針や方位センサが用いられることなく、所望の静止衛星の捕捉が確度高く効率的に実現される。
本発明によれば、所望の静止衛星の捕捉に要する処理量および時間が大幅に削減される。
According to the present invention, acquisition of a desired geostationary satellite can be realized with high accuracy and efficiency without using an azimuth magnetic needle or an azimuth sensor.
According to the present invention, the amount of processing and time required to acquire a desired geostationary satellite is greatly reduced.
本発明によれば、空中線系の主ローブの幅が小さく設定可能であるほど、所望の静止衛星の捕捉の効率が高められる。
本発明が適用された衛星通信システムでは、静止衛星を介する通信路の確保が安価に、かつ速やかに達成される。
According to the present invention, the efficiency of capturing a desired geostationary satellite can be increased as the width of the main lobe of the antenna system can be set smaller.
In a satellite communication system to which the present invention is applied, securing of a communication path via a geostationary satellite can be achieved inexpensively and promptly.
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
図において、車外装置１０は、所定のケーブルを介して接続された車内装置２０と共に車両等の移動体に搭載される。
車外装置１０は、以下の要素から構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
In the figure, an out-of-vehicle device 10 is mounted on a moving body such as a vehicle together with an in-vehicle device 20 connected via a predetermined cable.
The vehicle exterior device 10 includes the following elements.
(1) 所望の静止衛星との間に無線伝送路を形成する平面アンテナ１１
(2) 平面アンテナ１１の給電点に接続され、上記無線伝送路を介して送受信される無線信号を中間周波帯またはベースバンドにおいて車内装置２０に引き渡す送受信部１２
(1) Planar antenna 11 that forms a wireless transmission path with a desired geostationary satellite
(2) A transmission / reception unit 12 connected to the feeding point of the planar antenna 11 and delivering a radio signal transmitted / received via the radio transmission path to the in-vehicle device 20 in the intermediate frequency band or baseband.
(3) これらの平面アンテナ１１および送受信部１２から構成される無線部１０ＲＦを物理的に可動させることにより、上記無線伝送路の方位角、仰角および偏波をそれぞれ可変するサーボ機構１３ＡＺ、１３Ｅ、１３Ｐ
(4) サーボ機構１３ＡＺによって可変される方位角を所定の範囲（例えば、０〜２πラジアン）に制限するリミットスイッチ１４
(5) ＧＰＳを利用することにより平面アンテナ１１（無線部１０ＲＦ）が位置する地点Ｐの緯度ｌａｔおよび経度ｌｏｎを得る測位部（ＧＰＳ）１５
(3) Servo mechanisms 13AZ, 13E that change the azimuth angle, elevation angle, and polarization of the wireless transmission path by physically moving the wireless unit 10RF including the planar antenna 11 and the transmission / reception unit 12, respectively. 13P
(4) Limit switch 14 for limiting the azimuth angle changed by the servo mechanism 13AZ to a predetermined range (for example, 0 to 2π radians).
(5) A positioning unit (GPS) 15 that obtains the latitude lat and longitude lon of the point P where the planar antenna 11 (radio unit 10RF) is located by using GPS
(6) 平面アンテナ１１の基部の水平面に対する傾斜角を得る傾斜計１６
(7) 上記送受信部１２、サーボ機構１３ＡＺ、１３Ｅ、１３Ｐ、リミットスイッチ１４、測位部１５および傾斜計１６にそれぞれ接続された入出力ポートに併せて、車内装置２０との連係に供される通信ポートを有するシーケンサ１７
(6) Inclinometer 16 for obtaining an inclination angle with respect to the horizontal plane of the base of the planar antenna 11
(7) Communication provided for linkage with the in-vehicle device 20 in addition to the input / output ports connected to the transmission / reception unit 12, servo mechanisms 13AZ, 13E, 13P, limit switch 14, positioning unit 15 and inclinometer 16, respectively. Sequencer 17 with ports
また、車内装置２０は、以下の要素から構成される。
(1) 送受信部１２と相互に中間周波帯またはベースバンドで既述の無線信号を引き渡し、かつ既定のフレーム構成に基づくフレームの列をシンボル列として出力する信号処理部２１
(2) 信号処理部２１およびシーケンサ１７と連係することにより、操作者に所定の情報を提供し、その操作者によって行われる操作にかかわる仲立ちをする表示装置部２２
The in-vehicle device 20 includes the following elements.
(1) A signal processing unit 21 that delivers the above-described radio signal to the transmission / reception unit 12 in the intermediate frequency band or baseband and outputs a sequence of frames based on a predetermined frame configuration as a symbol sequence
(2) A display device unit 22 that provides predetermined information to the operator by interlinking with the signal processing unit 21 and the sequencer 17 and mediates the operations performed by the operator.
図２は、本実施形態におけるシーケンサの動作フローチャートである。
図３は、本実施形態の動作原理を説明する図である。
以下、図１〜図３を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
FIG. 2 is an operation flowchart of the sequencer in the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation principle of the present embodiment.
The operation of the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
シーケンサ１７は、始動時に、傾斜系１６を介して水平面に対する平面アンテナ１１の基部の傾斜角を計測する。シーケンサ１７は、その傾斜角が所定の精度で０度でない場合には、表示操作部２２を介してその旨を操作者に通知し、可能である場合には、傾斜補償機構（図示されない。）を駆動することにより、上記基部の水平面に対する傾斜を補償する。 The sequencer 17 measures the inclination angle of the base of the planar antenna 11 with respect to the horizontal plane via the inclination system 16 at the time of starting. If the inclination angle is not 0 degrees with a predetermined accuracy, the sequencer 17 notifies the operator via the display operation unit 22 and, if possible, an inclination compensation mechanism (not shown). To compensate the inclination of the base with respect to the horizontal plane.
また、シーケンサ１７の主記憶には、図４に示され、かつ以下の通りに構成された静止衛星テーブル１７Ｔが予め配置される。
(1) 既存の静止衛星のユニークな識別子ＩＤ１〜ＩＤＮに個別に対応するレコードの集合として構成される。
In addition, a geostationary satellite table 17T shown in FIG. 4 and configured as follows is arranged in the main memory of the sequencer 17 in advance.
(1) It is configured as a set of records individually corresponding to unique identifiers ID1 to IDN of existing geostationary satellites.
(2) 個々のレコードには、以下の項目が個別に格納されたフィールドが含まれる。
2-1) 静止軌道上における該当する静止衛星（以下、「目的静止衛星」という。）の経度ＬＡＴｉ
2-2) 目的静止衛星から到来する無線信号の占有帯域Ｂｉ
2-3) この無線信号の変復調に適用される変復調方式Ｍｉ
2-4) このような変復調方式Ｍｉに基づいて上記無線信号として伝送されるフレームのフレーム構成Ｆｉ
2-5) 目的静止衛星からダウンリンクを介して到来する無線信号の偏波ＰＯＬｉ
(2) Each record includes fields that individually store the following items.
2-1) Longitude LATi of the corresponding geostationary satellite (hereinafter referred to as “target geostationary satellite”) in geostationary orbit
2-2) Occupied bandwidth Bi of radio signal coming from target geostationary satellite
2-3) Modulation / demodulation method Mi applied to modulation / demodulation of this radio signal
2-4) Frame configuration Fi of a frame transmitted as the radio signal based on such modulation / demodulation method Mi
2-5) Polarization POLi of radio signals coming from the target geostationary satellite via the downlink
シーケンサ１７は、操作者が表示操作部２２を介して「目的静止衛星の識別子ＩＤｎ」を指定すると、以下の処理を行う。
(1) 静止衛星テーブル１７Ｔのレコードの内、上記識別子ＩＤｎに対応するレコード（以下、「目的レコード」という。）を特定し（図２ステップＳ１）、その目的レコードの各フィールドに格納されている経度ＬＡＴｉ、占有帯域Ｂｉ、変復調方式Ｍｉ、フレーム構成Ｆｉ、偏波ＰＯＬｉを取得する（図２ステップＳ２）。
When the operator designates “target geostationary satellite identifier IDn” via the display operation unit 22, the sequencer 17 performs the following processing.
(1) Among the records of the geostationary satellite table 17T, a record corresponding to the identifier IDn (hereinafter referred to as “target record”) is specified (step S1 in FIG. 2) and stored in each field of the target record. The longitude LATi, the occupied band Bi, the modulation / demodulation method Mi, the frame configuration Fi, and the polarization POLi are acquired (step S2 in FIG. 2).
(2) 送受信部１２に、これらの占有帯域Ｂｉ、変復調方式Ｍｉ、フレーム構成Ｆｉに基づく無線信号の送受信、変復調を指示する（図２ステップＳ３）。
(3) 測位部１５によって得られた緯度ｌａｔおよび経度ｌｏｎに併せて、上記経度ＬＡＴｉを所定の座標系に適用することにより、平面アンテナ１１（無線部１０ＲＦ）が位置する地点Ｐから目的静止衛星の方向を示す方位角θａｚおよび仰角θｅを算出する（図２ステップＳ４）。
(2) The transmission / reception unit 12 is instructed to perform transmission / reception and modulation / demodulation of radio signals based on the occupied band Bi, modulation / demodulation method Mi, and frame configuration Fi (step S3 in FIG. 2).
(3) Along with the latitude lat and longitude lon obtained by the positioning unit 15, the longitude LATi is applied to a predetermined coordinate system, so that the target geostationary satellite from the point P where the planar antenna 11 (radio unit 10RF) is located. An azimuth angle θaz and an elevation angle θe indicating the direction of the angle are calculated (step S4 in FIG. 2).
(4) 上記緯度ｌａｔおよび経度ｌｏｎに基づいて既述の偏波ＰＯＬｉを補正することにより、目的静止衛星から地点Ｐに到来する無線信号の偏波ＰＯＬｉ′を特定する（図２ステップＳ５）。
(5) サーボ機構１３Ｐを介して平面アンテナ１１（無線部１０ＲＦ）の姿勢を調整することにより、その平面アンテナ１１の偏波を上記偏波ＰＯＬｉ′に一致させる（図２ステップＳ６）。
(4) The polarization POLi ′ of the radio signal arriving at the point P from the target geostationary satellite is specified by correcting the previously described polarization POLi based on the latitude lat and longitude lon (step S5 in FIG. 2).
(5) By adjusting the attitude of the planar antenna 11 (radio unit 10RF) via the servo mechanism 13P, the polarization of the planar antenna 11 is matched with the polarization POLi ′ (step S6 in FIG. 2).
(6) サーボ機構１３Ｅを介して無線部１０ＲＦの姿勢を調整することにより、水平面に対する平面アンテナ１１の主ローブの仰角を上記仰角θｅに設定する（図２ステップＳ７、図３(a))。
(7) サーボ機構１３ＡＺを介して０ラジアン〜２πラジアンに亘って無線部１０ＲＦの方位角θａｚを可変しつつ、上記送受信部１２によって既述の占有帯域Ｂｉを介して無線信号が受信された時点における無線部１０ＲＦの方位角の全てθａｚ１、θａｚ２を特定する（図２ステップＳ８）。
(6) The elevation angle of the main lobe of the planar antenna 11 with respect to the horizontal plane is set to the elevation angle θe by adjusting the attitude of the radio unit 10RF via the servo mechanism 13E (step S7 in FIG. 2, FIG. 3 (a)).
(7) The time when the radio signal is received by the transmitter / receiver 12 through the occupied band Bi described above while changing the azimuth angle θaz of the radio unit 10RF over 0 radians to 2π radians via the servo mechanism 13AZ. All the azimuth angles θaz1 and θaz2 of the radio unit 10RF are specified (step S8 in FIG. 2).
ところで、無線部１０ＲＦの仰角が上記仰角θｅに保たれつつ、図３(b) に一点鎖線の矢印で示すようにその無線部１０ＲＦの方位角が可変される過程では、占有帯域がＢｉに制限された送受信部１２によって無線信号が受信される方位の数は、目的静止衛星が正常に作動している場合には、以下に記述する通り「２」または「１」となる。 By the way, in the process in which the azimuth angle of the radio unit 10RF is varied as shown by the dashed line arrow in FIG. 3B while the elevation angle of the radio unit 10RF is maintained at the elevation angle θe, the occupied band is limited to Bi. When the target geostationary satellite is operating normally, the number of directions in which the radio signal is received by the transmitted / received unit 12 is “2” or “1” as described below.
仰角θｅが一定に保たれつつ方位角θａｚが可変される過程では、その仰角θｅの方向と静止軌道とが交叉する点は、図３(b) に示すように、一般に、目的静止衛星の位置Ａと、その目的静止衛星以外の静止衛星（以下、「影像静止衛星」という。）が位置し得る位置Ｂとの２点のみとなる。 In the process of changing the azimuth angle θaz while keeping the elevation angle θe constant, the point where the direction of the elevation angle θe intersects the geostationary orbit is generally the position of the target geostationary satellite as shown in FIG. There are only two points: A and a position B where a geostationary satellite other than the target geostationary satellite (hereinafter referred to as “image geostationary satellite”) can be located.
また、影像静止衛星の送信波の占有帯域は、目的静止衛星によって送信される送信波の占有帯域Ｂｉに共通の帯域があるとは限らない。
したがって、無線部１０ＲＦの仰角θｅが一定に保たれた状態でその無線部１０ＲＦの方位角が可変される過程では、受信部１２が占有帯域Ｂｉ内の無線信号を受信し得る方位角は、上記θａｚ１、θａｚ２の双方または何れか一方となる。
Further, the occupied band of the transmission wave of the image geostationary satellite does not necessarily have a common band in the occupied band Bi of the transmission wave transmitted by the target geostationary satellite.
Therefore, in the process in which the azimuth angle of the radio unit 10RF is changed in a state where the elevation angle θe of the radio unit 10RF is kept constant, the azimuth angle at which the receiving unit 12 can receive a radio signal in the occupied band Bi is It becomes both or one of θaz1 and θaz2.
シーケンサ１７は、これらの方位角θａｚ１、θａｚ２の双方または一方を特定した（図２ステップＳ８）後、既存の静止衛星の全てに関するデータベース（図示されない。）を参照することにより、「点Ｐにおける上記方位角θａｚ１、θａｚ２の方向の内、目的静止衛星が位置する一方の方位角を示すポインタ」を求め、図５に示す目的方位ポインタテーブル１１ｔに格納する（図２ステップＳ９）。 The sequencer 17 specifies both or one of these azimuth angles θaz1 and θaz2 (step S8 in FIG. 2), and then refers to a database (not shown) regarding all existing geostationary satellites to indicate “the above-mentioned at the point P”. A pointer indicating one of the azimuth angles θaz1 and θaz2 in which the target geostationary satellite is located is obtained and stored in the target azimuth pointer table 11t shown in FIG. 5 (step S9 in FIG. 2).
なお、このようなポインタについては、以下では、上記方位角θａｚ１、θａｚ２で示される方位の内、目標静止衛星が位置する方位が点Ｐに対して西側にある場合には「１」に設定され、反対に東側にある場合に「０」に設定される２値情報であると仮定する。 In the following, such a pointer is set to “1” when the azimuth in which the target geostationary satellite is located is west of the point P among the azimuths indicated by the azimuth angles θaz1 and θaz2. On the contrary, it is assumed that the binary information is set to “0” when it is on the east side.
さらに、シーケンサ１７は、無線信号が受信された時点における平面アンテナ１１の主ローブの方位角の数Ｎａｚを計数し（図２ステップＳ１０）、以下の手順に基づいて目的静止衛星の方位角θａｚを特定する。 Further, the sequencer 17 counts the number Naz of azimuth angles of the main lobe of the planar antenna 11 when the radio signal is received (step S10 in FIG. 2), and calculates the azimuth angle θaz of the target geostationary satellite based on the following procedure. Identify.
(1) 上記数Ｎａｚが「２」である場合には、θａｚ１とθａｚ２との内、目的ポインタテーブル１１ｔに登録されている二値情報の値（＝１／０）に対応する一方（点Ｐの西側／東側）を指す方位角（θａｚ１またはθａｚ２）を目的静止衛星の方位角θａｚとする（図２ステップＳ１１）。 (1) When the number Naz is “2”, one of the points θaz1 and θaz2 corresponding to the value (= 1/0) of the binary information registered in the target pointer table 11t (point P The azimuth angle (θaz1 or θaz2) that points to the west side / east side) is set as the azimuth angle θaz of the target geostationary satellite (step S11 in FIG. 2).
(2) 上記数Ｎａｚが「１」である場合には、該当する１つの方位角（θａｚ１またはθａｚ２）を目的静止衛星の方位角θａｚとする（図２ステップＳ１２）。
(3) 上記数Ｎａｚが「０」または「３」以上である場合には、目的静止衛星の方位角θａｚを特定できないため、既述の処理を再試行する（図２ステップＳ１３）。
(2) When the number Naz is “1”, the corresponding one azimuth angle (θaz1 or θaz2) is set as the azimuth angle θaz of the target geostationary satellite (step S12 in FIG. 2).
(3) If the number Naz is “0” or “3” or more, the azimuth angle θaz of the target geostationary satellite cannot be specified, so the above-described processing is retried (step S13 in FIG. 2).
すなわち、平面アンテナ１１（無線部１０ＲＦ）の主ローブの仰角や方位角の初期値が如何なるものであっても、目的静止衛星の方位角は、既述の位置Ｐにおいて既知である目的静止衛星の仰角に対して静止軌道に交叉する２つ方位の内、既知でしる現用の静止衛星の配置に基づいて選択された一方の方位として特定される。
したがって、本実施形態によれば、方位磁針や方位センサーが用いられないにもかかわらず、目的静止衛星が確度高く、かつ効率的に捕捉される。
That is, regardless of the initial value of the elevation angle and azimuth angle of the main lobe of the planar antenna 11 (radio unit 10RF), the azimuth angle of the target geostationary satellite is that of the target geostationary satellite known at the position P described above. One of the two azimuths crossing the geostationary orbit with respect to the elevation angle is specified as one azimuth selected based on the known geostationary satellite arrangement.
Therefore, according to the present embodiment, the target geostationary satellite is captured with high accuracy and efficiency even though the azimuth magnetic needle and the azimuth sensor are not used.
なお、本実施形態では、平面アンテナ１１の基部の水平面に対する傾斜角は、目的静止衛星の方位角θａｚを求めるために行われる処理の開始時に補償されている。 In the present embodiment, the inclination angle of the base portion of the planar antenna 11 with respect to the horizontal plane is compensated at the start of processing performed to obtain the azimuth angle θaz of the target geostationary satellite.
しかし、このような傾斜角の補償は、サーボ機構１３ＡＺ、１３Ｅ、１３Ｐを介する平面アンテナ１１（無線部１０ＲＦ）の方位角、仰角および偏波の設定や可変の際に逐次行われてもよい。 However, such tilt angle compensation may be performed sequentially when setting or changing the azimuth angle, elevation angle, and polarization of the planar antenna 11 (radio unit 10RF) via the servo mechanisms 13AZ, 13E, and 13P.
また、本実施形態では、目的ポインタテーブル１１ｔには、平面アンテナ１１（無線部１０ＲＦ）の位置Ｐにおける目的静止衛星の方向の特定に供される二値情報のみが格納されている。 In the present embodiment, the target pointer table 11t stores only binary information used for specifying the direction of the target geostationary satellite at the position P of the planar antenna 11 (radio unit 10RF).
しかし、このような目的ポインタテーブル１１ｔは、例えば、以下の何れの形態で構成されてもよい。
(1) 以下の項目の双方または何れか一方に対応したレコードの集合として構成される。
1-1) 平面アンテナ１１（無線部１０ＲＦ）が位置し得る地点Ｐ１〜Ｐｎの全て
1-2) 目的静止衛星として指定され得る全ての静止衛星
However, such a purpose pointer table 11t may be configured in any of the following forms, for example.
(1) It is configured as a set of records corresponding to either or both of the following items.
1-1) All of the points P1 to Pn where the planar antenna 11 (radio unit 10RF) can be located
1-2) All geostationary satellites that can be designated as target geostationary satellites
(2) 図５に点線および破線で示すように、上記レコード毎に、既述の地点Ｐ１〜Ｐｎと目的静止衛星との双方または何れか一方に対して定まる仰角が登録（格納）されたフィールドが含まれる。 (2) As indicated by dotted lines and broken lines in FIG. 5, for each record, a field in which an elevation angle determined with respect to either or both of the aforementioned points P1 to Pn and the target geostationary satellite is registered (stored). Is included.
さらに、本実施形態では、平面アンテナ１１の主ローブの幅が一定に保たれている。
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、以下の通りに構成されてもよい。
Furthermore, in this embodiment, the width of the main lobe of the planar antenna 11 is kept constant.
However, the present invention is not limited to such a configuration, and may be configured as follows, for example.
(1) 平面アンテナ１１に代えて、主ローブの幅を可変できるビームフォーミング機能を有する平面アンテナ１１ａが備えられる。
(2) シーケンサ１７は、送受信部１２に占有帯域Ｂｉ、変復調方式Ｍｉ、フレーム構成Ｆｉに基づく無線信号の送受信、変復調方式を指示する（図２ステップＳ３）処理に併せて、図１に点線で示すように、平面アンテナ１１ａに所定の指示を与えることによって、その平面アンテナ１１ａの主ローブの幅を通常の値より小さな値に設定する（図２ステップＳ２０）。
(1) Instead of the planar antenna 11, a planar antenna 11a having a beam forming function capable of changing the width of the main lobe is provided.
(2) The sequencer 17 instructs the transmission / reception unit 12 to transmit / receive a radio signal based on the occupied band Bi, modulation / demodulation scheme Mi, and frame configuration Fi (step S3 in FIG. 2). As shown, by giving a predetermined instruction to the planar antenna 11a, the width of the main lobe of the planar antenna 11a is set to a value smaller than the normal value (step S20 in FIG. 2).
(3) このように主ローブの幅が狭められることにより、影像静止衛星から到来する無線信号のレベルが抑圧されるために、既述の方位角の数Ｎａｚが「２」となる可能性が少なくなり、目的静止衛星の捕捉に要する処理の処理量が平均的に小さな値に抑えられる。 (3) Since the level of the radio signal arriving from the image stationary satellite is suppressed by narrowing the width of the main lobe in this way, the number of azimuths Naz described above may be “2”. As a result, the amount of processing required to capture the target geostationary satellite is reduced to a small value on average.
また、このような構成における平面アンテナ１１の主ローブの幅は、目的静止衛星を介して行われる通常の通信に適用される値より単に小さな値に設定されるだけではなく、以下の通りに設定されてもよい。 In addition, the width of the main lobe of the planar antenna 11 in such a configuration is not only set to a value smaller than the value applied to normal communication performed via the target geostationary satellite, but is set as follows: May be.
(1) 想定される影像静止衛星が上記主ローブによる照射域の範囲外となる値
(2) 影像静止衛星となり得る全ての静止衛星が上記主ローブによる照射域の範囲外となる値
(3) 影像静止衛星から到来し得る無線信号のレベルが送受信部１２の受信感度以下に抑えられる値
(1) Value that the assumed image geostationary satellite is outside the range of irradiation by the main lobe
(2) The value at which all geostationary satellites that can be image geostationary satellites are outside the range of irradiation areas by the main lobe.
(3) A value at which the level of a radio signal that can be received from an image geostationary satellite is suppressed below the reception sensitivity of the transmission / reception unit 12
また、本実施形態では、目的静止衛星の仰角および方位角を粗く特定する処理が行われている。 In the present embodiment, a process for roughly specifying the elevation angle and azimuth angle of the target geostationary satellite is performed.
しかし、本発明は、このような処理に限定されず、例えば、既述の仰角θｅおよび方位角θａｚが求められた後、サーボ機構１３Ｅ、１３ＡＺを介してこれらの仰角θｅと方位角θａｚとの双方または何れか一方が微調整されることによって、フレーム同期の確立が図られ、かつ信号空間上における信号点の誤差やビット誤り率等の伝送品質が最大化されることより、衛星捕捉の精度が高められてもよい。 However, the present invention is not limited to such processing. For example, after the elevation angle θe and the azimuth angle θaz described above are obtained, the elevation angle θe and the azimuth angle θaz are obtained via the servo mechanisms 13E and 13AZ. By finely adjusting either or both, frame synchronization can be established, and transmission quality such as signal point error and bit error rate in the signal space is maximized, so that the accuracy of satellite acquisition is improved. May be increased.
また、本発明は、通信衛星にアクセスする地球局に限らず、例えば、地球以外の惑星等に形成され、その惑星上から見た静止軌道上に位置する通信衛星を捕捉する無線局にも、同様に適用可能である。
さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
In addition, the present invention is not limited to an earth station that accesses a communication satellite, for example, a radio station that is formed on a planet other than the earth and that captures a communication satellite located on a geosynchronous orbit as viewed from the planet, The same applies.
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be made within the scope of the present invention, and any improvement may be applied to all or some of the components.
１０ 車外装置
１０ＲＦ 無線部
１１，１１ａ 平面アンテナ
１２ 送受信部
１３ＡＺ，１３Ｅ，１３Ｐ サーボ機構
１４ リミットスイッチ
１５ 測位部（ＧＰＳ）
１６ 傾斜計
１７ シーケンサ
１７ｔ 目的方位ポインタテーブル
１７Ｔ 静止衛星テーブル
２０ 車内装置
２１ 信号処理部
２２ 表示操作部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 External apparatus 10RF Radio | wireless part 11, 11a Planar antenna 12 Transmission / reception part 13AZ, 13E, 13P Servo mechanism 14 Limit switch 15 Positioning part (GPS)
16 Inclinometer 17 Sequencer 17t Target direction pointer table 17T Geostationary satellite table 20 In-vehicle device 21 Signal processing unit 22 Display operation unit
Claims (1)
前記方位探索手段によって求められ、かつ前記仰角の方向で前記静止軌道と交叉する二点の方位の内、前記静止軌道上における既知の静止衛星の配置と、前記空中線系の位置とで定まる前記所望の静止衛星の方位を識別する方位絞り込み手段と
を備えたことを特徴とする衛星捕捉装置。 By setting the elevation angle of the main lobe of the antenna system in the elevation which gives the position of the desired still satellites in geostationary orbit, and sweeping the azimuth angle of the main lobe relative to the latitude of the position of the antenna system, the desired Azimuth searching means for obtaining the azimuth in which a radio signal to be received from a geostationary satellite is received;
Determined by the azimuth search means, and of the orientation of the two points intersecting with said geosynchronous orbit in the direction of the elevation angle, the desired determined by the arrangement of the known geostationary satellites in the geostationary orbit, the position of the antenna system A satellite capturing device comprising : a direction narrowing means for identifying a direction of a geostationary satellite .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009258157A JP5787475B2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Satellite capture device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009258157A JP5787475B2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Satellite capture device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011102766A JP2011102766A (en) | 2011-05-26 |
| JP5787475B2 true JP5787475B2 (en) | 2015-09-30 |
Family
ID=44193152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009258157A Active JP5787475B2 (en) | 2009-11-11 | 2009-11-11 | Satellite capture device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5787475B2 (en) |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0760175B2 (en) * | 1985-01-18 | 1995-06-28 | 日本無線株式会社 | Car navigation system |
| JPS63174406A (en) * | 1987-01-13 | 1988-07-18 | Mitsubishi Electric Corp | Tracking antenna system |
| JPS6435288A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Nec Corp | Satellite catching system |
| JPH02148902A (en) * | 1988-11-30 | 1990-06-07 | Hitachi Ltd | Antenna direction adjusting device |
| JP2926748B2 (en) * | 1989-04-21 | 1999-07-28 | 日本電気株式会社 | In-vehicle antenna for satellite communication |
| JP3189050B2 (en) * | 1989-12-20 | 2001-07-16 | 富士通株式会社 | Mobile station antenna device |
| JP3084533B2 (en) * | 1991-03-13 | 2000-09-04 | 株式会社トキメック | Azimuth angle measurement device |
| JP2748991B2 (en) * | 1991-06-26 | 1998-05-13 | 宇宙開発事業団 | Tracking antenna drive system |
| JPH0563433A (en) * | 1991-08-30 | 1993-03-12 | Victor Co Of Japan Ltd | Antenna supporting device |
| JP3110829B2 (en) * | 1991-11-15 | 2000-11-20 | 新日本製鐵株式会社 | Satellite broadcast receiving antenna device |
| JPH05281324A (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Sony Corp | Antenna direction controller |
| JPH0750512A (en) * | 1993-08-05 | 1995-02-21 | Sanwa Seiki Co Ltd | Mobile antenna system for tracking geostationary satellite |
| JPH0742212U (en) * | 1993-12-25 | 1995-07-21 | 三輪精機株式会社 | Geostationary satellite automatic tracking antenna device |
| JPH08125430A (en) * | 1994-10-20 | 1996-05-17 | Japan Aviation Electron Ind Ltd | Travelling object antenna controller for satellite communication |
| JP2642889B2 (en) * | 1994-12-07 | 1997-08-20 | 郵政省通信総合研究所長 | Mobile Earth Station Antenna Device |
| JP3778382B2 (en) * | 1996-09-06 | 2006-05-24 | 富士通テン株式会社 | Antenna tracking device |
| JP3482785B2 (en) * | 1996-09-27 | 2004-01-06 | 三菱電機株式会社 | Mobile station equipment for satellite communication |
| JPH11183582A (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Nec Eng Ltd | Method and apparatus for tracking satellite by small antenna for satellite communication |
| JPH11266109A (en) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Toyota Motor Corp | Mobile object satellite tracking device |
| JP2001036326A (en) * | 1999-07-16 | 2001-02-09 | Sharp Corp | Angle-adjusting device for antenna |
| JP2002249100A (en) * | 2001-02-21 | 2002-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | Satellite tracking system and method |
| JP2002323554A (en) * | 2001-04-26 | 2002-11-08 | Yupiteru Ind Co Ltd | Microwave detector with position detecting function |
| US20030128159A1 (en) * | 2002-01-10 | 2003-07-10 | De La Chapelle Michael | 1-D electronic scanned satellite user terminal antenna |
| JP3732151B2 (en) * | 2002-04-16 | 2006-01-05 | 三菱電機株式会社 | Satellite capture system for in-vehicle relay station and satellite capture method for in-vehicle relay station |
| JP2005300347A (en) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Nec Engineering Ltd | Satellite automatic tracking device to be mounted on mobile body |
| JP2007303865A (en) * | 2006-05-09 | 2007-11-22 | Mitsubishi Electric Corp | Satellite tracking antenna apparatus |
-
2009
- 2009-11-11 JP JP2009258157A patent/JP5787475B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011102766A (en) | 2011-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11909468B2 (en) | Yaw drift compensation for pointing an antenna | |
| EP3215864B1 (en) | Determining the geographic location of a portable electronic device with a synthetic antenna array | |
| CN108702200B (en) | Ephemeris information management for satellite communications | |
| US6016120A (en) | Method and apparatus for automatically aiming an antenna to a distant location | |
| EP1739449B1 (en) | Satellite beacon for faster sky-search and pointing error identification | |
| CN111142099B (en) | Method for solving problem of tracking over-top blind target capturing of spherical phased array antenna | |
| CN108493610A (en) | A kind of phased array antenna is automatically to star method and device | |
| JP2006333069A (en) | Antenna controller and control method for mobile | |
| US20170237456A1 (en) | Swallow exerciser | |
| JP2578422B2 (en) | Calibration device for elevation and azimuth of scanning axis of antenna | |
| CN105305083A (en) | Automatic satellite-aligning method for vehicle-mounted static-satellite-communication antenna | |
| JP2006333068A (en) | Antenna tracking system and method for mobile terminal | |
| EP1090440B1 (en) | Antenna direction finding in mobile phones | |
| KR20160004839A (en) | Satellite broadcasting system capable of tracking multi satellite signal using global positioning system at moving vehicle | |
| US20220077939A1 (en) | System and method for alignment measurement of an array antenna system | |
| US20190148813A1 (en) | Imaging system and method for accurately directing antennas | |
| JP5787475B2 (en) | Satellite capture device | |
| JP2013243655A (en) | Antenna device, antenna coordinate information calculation method, orientation information calculation method and heading angle calculation method | |
| JP2007271584A (en) | Azimuth angle detection method | |
| JP2007110422A (en) | Mobile broadcast receiver | |
| JP2021097403A (en) | Satellite acquisition device and satellite acquisition method | |
| JP3640433B2 (en) | ANTENNA DIRECTION DIRECTION CALCULATION METHOD AND ANTENNA DIRECTION DIRECTION CONTROL DEVICE | |
| JP7061933B2 (en) | Mutual position acquisition system | |
| JP4169643B2 (en) | Mobile communication navigation system | |
| JP2005300347A (en) | Satellite automatic tracking device to be mounted on mobile body |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121108 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140225 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140422 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140603 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140630 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140930 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141029 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20141201 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20150116 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150728 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5787475 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |