JPH0218604B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0218604B2 JPH0218604B2 JP15147182A JP15147182A JPH0218604B2 JP H0218604 B2 JPH0218604 B2 JP H0218604B2 JP 15147182 A JP15147182 A JP 15147182A JP 15147182 A JP15147182 A JP 15147182A JP H0218604 B2 JPH0218604 B2 JP H0218604B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- displacement
- axis
- electromagnets
- magnetic bearing
- 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.)
- Expired
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 37
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
- H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はアンテナの所望を所望の方向に指向
させるアンテナ指向装置に関するものである。
させるアンテナ指向装置に関するものである。
第１図は従来のアンテナ指向装置の一例を示す
斜視図であり、図において１はアンテナ、２はア
ンテナ固定フレーム、３はアンテナの指向方向を
上下に回転するためのベアリング及びモータを備
えた回転機構、４はアンテナの指向方向を左右に
回転するためのベアリング及びモータを備えた回
転機構、５は取付け台である。
斜視図であり、図において１はアンテナ、２はア
ンテナ固定フレーム、３はアンテナの指向方向を
上下に回転するためのベアリング及びモータを備
えた回転機構、４はアンテナの指向方向を左右に
回転するためのベアリング及びモータを備えた回
転機構、５は取付け台である。
次に動作について説明する。２つの回転機構
３，４は互いに直交する軸の周りを回転するよう
になつており、それぞれ独立の駆動系を備えてい
る。これらの駆動系によつて上記２つの回転機構
３，４の回転角をそれぞれ独自に制御して、アン
テナ１の所望の方向に指向させる。
３，４は互いに直交する軸の周りを回転するよう
になつており、それぞれ独立の駆動系を備えてい
る。これらの駆動系によつて上記２つの回転機構
３，４の回転角をそれぞれ独自に制御して、アン
テナ１の所望の方向に指向させる。
上記のように、従来のアンテナ指向装置は機械
的な軸受の組み合わせによつて構成されているの
で、簡単な構造で実用的であるが、人工衛星に塔
載するアンテナの指向装置として使用する場合に
は、真空中で動作するため、軸受の潤滑の実施は
困難となり、軸受に働く摩擦トルクによつてアン
テナ指向精度は劣化する。特に静止摩擦トルクの
影響が大きく作用する。なお、この場合には、必
要な回転角範囲は±1゜以下であり、第１図に示す
装置のような大きな範囲の回転が可能な構造とす
る必要はない。
的な軸受の組み合わせによつて構成されているの
で、簡単な構造で実用的であるが、人工衛星に塔
載するアンテナの指向装置として使用する場合に
は、真空中で動作するため、軸受の潤滑の実施は
困難となり、軸受に働く摩擦トルクによつてアン
テナ指向精度は劣化する。特に静止摩擦トルクの
影響が大きく作用する。なお、この場合には、必
要な回転角範囲は±1゜以下であり、第１図に示す
装置のような大きな範囲の回転が可能な構造とす
る必要はない。
この発明は、人工衛星に塔載して使用する場合
に適したアンテナ指向装置についてなされたもの
で、上記の障害を除去するため、機械的な軸受の
代りに、それぞれの電磁石の駆動電流を制御する
ことによつてアンテナの指向方向を制御すること
ができかつアンテナ取付台を非接触で保持できる
ように構成された磁気軸受を使い、かつ、アンテ
ナの変位を補正する手段を備えたアンテナ指向装
置を提供することを目的としている。
に適したアンテナ指向装置についてなされたもの
で、上記の障害を除去するため、機械的な軸受の
代りに、それぞれの電磁石の駆動電流を制御する
ことによつてアンテナの指向方向を制御すること
ができかつアンテナ取付台を非接触で保持できる
ように構成された磁気軸受を使い、かつ、アンテ
ナの変位を補正する手段を備えたアンテナ指向装
置を提供することを目的としている。
第２図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第
３図はこの発明の一実施例における磁気軸受の電
磁石の配置を示す説明図であり、図において１，
２は第１図の同一符号と同一または相当する部分
を示し、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ、
９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは
電磁石である。
３図はこの発明の一実施例における磁気軸受の電
磁石の配置を示す説明図であり、図において１，
２は第１図の同一符号と同一または相当する部分
を示し、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ、
９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは
電磁石である。
図に示すｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のうちｚ軸をアンテ
ナの指向方向の軸とする。６ａ，６ｂ，９ａ，９
ｂはｘ軸方向の力とｚ軸まわりのトルクを与える
電磁石、７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂはｙ軸方向
の力とＸ軸まわりのトルクを与える電磁石、８
ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂはｚ軸方向の力とｙ軸
まわりのトルクを与える電磁石である。これらの
12個の電磁石を使つて、アンテナ固定フレーム２
の６自由度の運動を制御することができる。
ナの指向方向の軸とする。６ａ，６ｂ，９ａ，９
ｂはｘ軸方向の力とｚ軸まわりのトルクを与える
電磁石、７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂはｙ軸方向
の力とＸ軸まわりのトルクを与える電磁石、８
ａ，８ｂ，１１ａ，１１ｂはｚ軸方向の力とｙ軸
まわりのトルクを与える電磁石である。これらの
12個の電磁石を使つて、アンテナ固定フレーム２
の６自由度の運動を制御することができる。
第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄは電磁石によるアンテナ
固定フレームの変位を示す説明図であり、図にお
いて２，７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂは第２図及
び第３図の同一符号と同一部分を示す。第４図ａ
に示すように電磁石７ａ，７ｂが同じ強さの吸引
力を持つように励磁されると、アンテナ固定フレ
ーム２は−ｙ軸方向に力を受ける。第４図ｂに示
すように電磁石１０ａ，１０ｂが同じ強さの吸引
力を持つように励磁されると、アンテナ固定フレ
ーム２は＋ｙ軸方向に力を受け、第４図ｃ，ｄに
示すように電磁石７ａ，１０ｂ又は７ｂ，１０ａ
が同じ強さの吸引力を持つように励磁されると、
アンテナ固定フレーム２はそれぞれ図に示すよう
なｘ軸まわりの回転力を受ける。以上のように電
磁石７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂを使つて、アン
テナ固定フレーム２のｙ軸方向の並進変位とｘ軸
まわりの回転変位を制御することができる。
固定フレームの変位を示す説明図であり、図にお
いて２，７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂは第２図及
び第３図の同一符号と同一部分を示す。第４図ａ
に示すように電磁石７ａ，７ｂが同じ強さの吸引
力を持つように励磁されると、アンテナ固定フレ
ーム２は−ｙ軸方向に力を受ける。第４図ｂに示
すように電磁石１０ａ，１０ｂが同じ強さの吸引
力を持つように励磁されると、アンテナ固定フレ
ーム２は＋ｙ軸方向に力を受け、第４図ｃ，ｄに
示すように電磁石７ａ，１０ｂ又は７ｂ，１０ａ
が同じ強さの吸引力を持つように励磁されると、
アンテナ固定フレーム２はそれぞれ図に示すよう
なｘ軸まわりの回転力を受ける。以上のように電
磁石７ａ，７ｂ，１０ａ，１０ｂを使つて、アン
テナ固定フレーム２のｙ軸方向の並進変位とｘ軸
まわりの回転変位を制御することができる。
アンテナ固定フレーム２の残りの４自由度の運
動についても他の電磁石を使つて同様に制御する
ことができる。
動についても他の電磁石を使つて同様に制御する
ことができる。
第５図はこの発明の一実施例におけるアンテナ
の変位を検出する変位センサの配置を示す説明図
であり、図において１２ａ，１２ｂはｘ軸方向の
並進変位とｙ軸まわりの回転変位を測定する変位
センサ、１３ａ，１３ｂはｙ軸方向の並進変位と
ｚ軸まわりの回転変位を測定する変位センサ、１
４ａ，１４ｂはｚ軸方面の並進変位とｘ軸まわり
の回転変位を測定する変位センサである。
の変位を検出する変位センサの配置を示す説明図
であり、図において１２ａ，１２ｂはｘ軸方向の
並進変位とｙ軸まわりの回転変位を測定する変位
センサ、１３ａ，１３ｂはｙ軸方向の並進変位と
ｚ軸まわりの回転変位を測定する変位センサ、１
４ａ，１４ｂはｚ軸方面の並進変位とｘ軸まわり
の回転変位を測定する変位センサである。
これら６個の変位センサはセンサ頭とアンテナ
固定フレーム２との距離を非接触の状態で計測す
る機能を持ち、対となつている変位センサの出力
の和と差をとれば、並進変位と回転変位を分離す
ることができるように配置されている。上記のよ
うに配置された変位センサによつて測定されたア
ンテナの６自由度の変位に基づいて、電磁石の駆
動電流を制御してアンテナの変位誤差をなくする
ように構成することができる。
固定フレーム２との距離を非接触の状態で計測す
る機能を持ち、対となつている変位センサの出力
の和と差をとれば、並進変位と回転変位を分離す
ることができるように配置されている。上記のよ
うに配置された変位センサによつて測定されたア
ンテナの６自由度の変位に基づいて、電磁石の駆
動電流を制御してアンテナの変位誤差をなくする
ように構成することができる。
第６図はこの発明の一実施例におけるアンテナ
の変位を補正する制御回路を示す回路図であり、
図において、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８
ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１
ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，
１４ｂは第３図及び第５図の同一符号と同一部分
を示し、１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７
ａ，１７ｂは演算増幅器、１８ａ，１８ｂ，１９
ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂは位相補償回路、２
１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，
２３ｄはパワー増幅器である。
の変位を補正する制御回路を示す回路図であり、
図において、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８
ｂ，９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１
ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，
１４ｂは第３図及び第５図の同一符号と同一部分
を示し、１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，１７
ａ，１７ｂは演算増幅器、１８ａ，１８ｂ，１９
ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂは位相補償回路、２
１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２２ａ，２２
ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，
２３ｄはパワー増幅器である。
各組の変位センサ１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１
３ｂ及び１４ａ，１４ｂの出力はそれぞれ演算増
幅器１５ａ，１５ｂ；１６ａ，１６ｂ及び１７
ａ，１７ｂによつて加減算され、３軸方向の並進
変位ｘ，ｙ，ｚと３軸まわりの回転変位θx，θy，
θzが算出される。これらの信号のうちｘ，ｙ，ｚ
及びθzは変位誤差信号であるから、これらの信号
に比例した電流が対応する各電磁石のコイルに流
れて誤差が零となるようにフイードバツクされ
る。ただし、動的に安定な動作を得るためには、
制御信号は位相補償されていなければならない。
３ｂ及び１４ａ，１４ｂの出力はそれぞれ演算増
幅器１５ａ，１５ｂ；１６ａ，１６ｂ及び１７
ａ，１７ｂによつて加減算され、３軸方向の並進
変位ｘ，ｙ，ｚと３軸まわりの回転変位θx，θy，
θzが算出される。これらの信号のうちｘ，ｙ，ｚ
及びθzは変位誤差信号であるから、これらの信号
に比例した電流が対応する各電磁石のコイルに流
れて誤差が零となるようにフイードバツクされ
る。ただし、動的に安定な動作を得るためには、
制御信号は位相補償されていなければならない。
アンテナを所望の方向に指向させるためには、
アンテナの指向方向を示すｚ軸に垂直なｘ軸及び
ｙ軸まわりに回転変位を与える必要がある。この
２つの指令信号を図に示すようにθxc，θycとする
と、アンテナを指向させる機能は、演算増幅器１
６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂによつて算出さ
れた回転信号θx，θyと上記指令信号θxc，θycの差
を電磁石のコイルにフイードバツクさせることで
達成される。
アンテナの指向方向を示すｚ軸に垂直なｘ軸及び
ｙ軸まわりに回転変位を与える必要がある。この
２つの指令信号を図に示すようにθxc，θycとする
と、アンテナを指向させる機能は、演算増幅器１
６ａ，１６ｂ及び１７ａ，１７ｂによつて算出さ
れた回転信号θx，θyと上記指令信号θxc，θycの差
を電磁石のコイルにフイードバツクさせることで
達成される。
以上のように、この発明によれば、アンテナが
磁気軸受によつて非接触状態において指向方向に
回転するので、真空中において使用する場合、軸
受の潤滑の実施が困難であるために指向精度が劣
化するということがなくなり、指向精度の向上を
期することができるとともに、機械的軸受の組み
合わせによつて構成されている従来の装置に比べ
重量が小さくなるという利点があり、人工衛星に
塔載するアンテナ指向装置としては適切なもので
あるといえる。
磁気軸受によつて非接触状態において指向方向に
回転するので、真空中において使用する場合、軸
受の潤滑の実施が困難であるために指向精度が劣
化するということがなくなり、指向精度の向上を
期することができるとともに、機械的軸受の組み
合わせによつて構成されている従来の装置に比べ
重量が小さくなるという利点があり、人工衛星に
塔載するアンテナ指向装置としては適切なもので
あるといえる。
第１図は従来のアンテナ指向装置の一例を示す
斜視図、第２図はこの発明の一実施例を示す斜視
図、第３図はこの発明の一実施例における磁気軸
受の電磁石の配置を示す説明図、第４図ａ，ｂ，
ｃ，ｄは電磁石によるアンテナ固定フレームの変
位を示す説明図、第５図はこの発明の一実施例の
一実施例におけるアンテナの変位を検出する変位
センサの配置を示す説明図、第６図はこの発明の
一実施例におけるアンテナの変位を補正する制御
回路を示す回路図である。 図において１はアンテナ、２はアンテナ固定フ
レーム、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，
９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは
電磁石、１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４
ａ，１４ｂは変位センサ、１５ａ，１５ｂ，１６
ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは演算増幅器、１８
ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂは
位相補償回路、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１
ｄ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２３ａ，
２３ｂ，２３ｃ，２３ｄはパワー増幅器である。
なお各図中同一符号は同一または相当部分を示す
ものとする。
斜視図、第２図はこの発明の一実施例を示す斜視
図、第３図はこの発明の一実施例における磁気軸
受の電磁石の配置を示す説明図、第４図ａ，ｂ，
ｃ，ｄは電磁石によるアンテナ固定フレームの変
位を示す説明図、第５図はこの発明の一実施例の
一実施例におけるアンテナの変位を検出する変位
センサの配置を示す説明図、第６図はこの発明の
一実施例におけるアンテナの変位を補正する制御
回路を示す回路図である。 図において１はアンテナ、２はアンテナ固定フ
レーム、６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ，
９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂは
電磁石、１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４
ａ，１４ｂは変位センサ、１５ａ，１５ｂ，１６
ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは演算増幅器、１８
ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂは
位相補償回路、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１
ｄ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２３ａ，
２３ｂ，２３ｃ，２３ｄはパワー増幅器である。
なお各図中同一符号は同一または相当部分を示す
ものとする。
Claims (1)
- １ アンテナを所望の方向に指向させるアンテナ
指向装置において、アンテナ取付台を吸引しアン
テナの６自由度の運動を制御できる電磁石の配列
と、この電磁石の配列内のそれぞれの電磁石の駆
動電流を制御することによつてアンテナの指向方
向を制御するように構成され上記アンテナ取付台
を非接触で保持する磁気軸受と、上記アンテナ取
付台の上記磁気軸受に対する６自由度の変位を検
出する変位計と、この変位計からの信号によつて
上記アンテナ取付台の上記磁気軸受に対する変位
をフイードバツク制御する手段とを備えたことを
特徴とするアンテナ指向装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15147182A JPS5940703A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | アンテナ指向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15147182A JPS5940703A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | アンテナ指向装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5940703A JPS5940703A (ja) | 1984-03-06 |
| JPH0218604B2 true JPH0218604B2 (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=15519238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15147182A Granted JPS5940703A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | アンテナ指向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5940703A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0614288B2 (ja) * | 1984-12-21 | 1994-02-23 | 日本電信電話株式会社 | 非接触位置決め装置 |
| JP2747863B2 (ja) * | 1992-05-19 | 1998-05-06 | ニッタン株式会社 | 感知ユニット |
-
1982
- 1982-08-31 JP JP15147182A patent/JPS5940703A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5940703A (ja) | 1984-03-06 |
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