JPH02281172A

JPH02281172A - 衛星通信用の車載アンテナ

Info

Publication number: JPH02281172A
Application number: JP10300789A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawaguchi; 晃川口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1990-11-16
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JP2926748B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】・（産業上の利用分野）本発明は衛星通信用の車載アンテナに係り、特に衛星の
初期捕捉技術に関する。

（従来の技術）衛星通信用の車載アンテナとしては、従来、例えば第５
図に示すものが知られている。この車載アンテナは、車
両１の荷台等に搭載されるもので、アンテナ２と、この
アンテナ２を方位角（ＡＺ角）方向、仰角（ＥＬ角）方
向へそれぞれ駆動するＡＺ駆動部３及びＥＬ駆動部４と
、アンテナ２のＡＺ角、ＥＬ角をそれぞれ検出するＡＺ
角度検出器５及びＥＬ角度検出器６と、アンテナ２で受
信された衛星からの到来電波の強度を計測する機能を備
えた受信機７と、方位コンパス５１と、これらを用いて
アンテナ２の指向方向を制御するアンテナ制御部５２と
を基本的に備える。

この種の車載アンテナによる衛星の初期捕捉は次のよう
にして行われる。即ち、車両１の停止位置において、係
員が方位コンパス５１で車両１の方位を測定し、その測
定値（車両１の絶対方位角）をアンテナ制御部５２へ入
力する。また、アンテナ制御部５２には、捕捉しようと
する衛星の絶対方位角と絶対仰角が入力される。これは
例えば、アンテナ制御部５２が、係員が入力した車両１
の停止位置の位置情報に基づき記憶装置をアクセスして
取得する、あるいは、係員がその位置情報に基づき衛星
の絶対方位角と絶対仰角を得、それをアンテナ制御部５
２へ入力する等によって行われる。

そこで、アンテナ制御部５２では、衛星の絶対方位角と
車両の絶対方位角との間で減算をして車両から見た衛星
の相対方位角を求め、その相対方位角と前記入力された
衛星の絶対仰角を車両から衛星を見た仰角（相対仰角）
とみなしたものとで定まる方向へアンテナ２を指向させ
る。次いで、アンテナ制御部５２は、受信機７から得ら
れる到来電波の強度計測値が基準値を越えたか否か、即
ち衛星を捕捉できたか否かを判別する。そして、もし捕
捉できていない場合には、手動でまたは自動的に衛星の
捕捉を行う。

手動で行う方法は、係員がアンテナ制御部５２あるいは
受信機７に設けであるレベル計の振れを視認しながらア
ンテナ２を操作する方法である。

また、自動的に行う方法は、アンテナ制御部５２がアン
テナ２の角度検出器（５，６）からの角度検出信号に基
づき駆動部（３，４）を制御してアンテナ２の指向方向
を前記設定した方向を基準に所定の走査パターンに従っ
て走査し、受信機７からの強度計測値が基準値を越える
方向を検出する方法である。

（発明が解決しようとする課題）しかし、前述した従来の衛星初期捕捉方法にあっては、
車両停止後の短期間内での衛星捕捉が困難で、また捕捉
のための操作が煩雑であるという問題がある。

即ち、アンテナの走査パターンには種々の形態が採用さ
れるが、方位角の高精度測定は困難であるところから、
例えば第４図（ａ）に示すように、（相対）仰角を一定
にして（相対）方位方向へ走査することを単位角度幅の
仰角ごとに行うのが通例である。ところが、アンテナの
角度検出器は車両の荷台等の載置面を基準に角度検出を
行うのであるから、停止時の車両の姿勢に大きく影響さ
れる。従って、外部から取得した衛星の絶対仰角を車両
から衛星を見た相対仰角として用いる場合、その誤差は
相当に大きく、衛星を捕捉するまでの走査量が大きくな
る。また、第４図（ａ）は車両を基準にしたものである
ので、車両の停止姿勢によっては、衛星に対する実際の
走査パターンは第４図（ｂ）に示す如く傾斜したものと
なり、一定の絶対仰角を保持して走査することができず
、正確な捕捉動作が困難である。

また、捕捉のための操作として、車両の絶対方位を車両
停止後に方位コンパスで測定し、それをアンテナ制御部
へ入力する操作が必要であり、煩雑である。

本発明は、このような従来の問題・に鑑みなされたもの
で、その目的は、衛星捕捉時間の短縮化、省力化を図り
得る衛星通信用の車載アンテナを提供することにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために、本発明の衛星通信用の車載
アンテナは次の如き構成を有する。

即ち、本発明の衛星通信用の車載アンテナは、車両の方
位角、ピッチ角及びロール角をそれぞれ検出する手段と
；　車両停止時において検出された前記方位角、ピッチ
角及びロール角に基づき車両の姿勢角を検出する手段と
−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く仰角及び方位角）へ座標変
換する手段と；　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衛星を捕捉したが否か
を判別する手段と；　を備えたことを特徴とするもので
ある。

（作　用）次に、前記の如く構成される本発明の衛星通信用の車載
アンテナの作用を説明する。

本発明では、車両停止時に自動的に車両の姿勢角が検出
され、その検出した姿勢角と衛星の絶対方向の角度情報
とがら、車両から衛星方向を見た相対方向の角度情報を
得、その取得した相対方向へ向けてアンテナ指向方向を
設定する。ここに、得られた相対角度情報（仰角及び方
位角）は車両の実際の姿勢を加味したものであるから、
正確にアンテナを衛星方向へ指向させ得ることになる。

また、設定したアンテナ指向方向において、受信電波強
度値が基準値以下である場合は、同様に相対方向の角度
情報を逐−得てアンテナの指向方向を制御するので、正
確な捕捉動作をなし得る。そして、この場合において、
指向方向に大きな狂いはないから、少ない走査量で迅速
に衛星を捕捉できることになる。

なお、本発明によれば、車両の姿勢角は自動的に検出で
きるので、従来のような繰作の煩雑さをなくすことがで
き、自動走査にしたことと相俟って省力化を図ることが
できる。

（実　施　例）以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る衛星通信用の車載アン
テナを示す。なお、従来例と同一構成部分には同一符号
名称を付し、その部分の説明を省略する。

この車載アンテナは、従来の方位コンパス５１に代えて
、方位センサ８、ピッチセンサ９及びロールセンサ１０
を設け、これらが検出した車両１の姿勢角（方位角、ピ
ッチ角、ロール角）をアンテナ制御部１１へ入力するよ
うにしたものである。

アンテナ制御部１１は、例えば第２図に示す手順に従っ
て衛星の捕捉動作を実行する。以下、第２図を参照して
アンテナ制御部１１の動作を説明する。

ステップ２１では、車両１の停止位置における衛星の絶
対方位角と絶対仰角が入力される。入力方法は従来例と
同様である。

ステップ２２では、方位センサ８、ピッチセンサ９及び
ロールセンサ１０の各出力を取り込んで停止時の車両姿
勢角を検出する。

ステップ２３では、検出した車両姿勢角を用いて座標変
換演算を行い、衛星の絶対方位角、絶対仰角を車両１か
ら見た衛星の相対方位角、相対仰角を算出する。

ステップ２４では、前記演算結果に従ってアンテナ２を
駆動し衛星方向へ指向させる。

ステップ２５では、受信機７から得られる受信電波強度
計測値が一定レベルを越えるか否かを判別する。その判
別結果が肯定（ＹＥＳ）であれば、初期捕捉は完了した
としてステップ２７へ進む。

一方、判別結果が否定（Ｎｏ）であれば、判別結果が肯
定（ＹＥＳ）になるまで繰り返し行い、判別結果が肯定
（ＹＥＳ）になると、ステップ２７へ進み、初期捕捉は
完了する。

ステップ２５→同２６→同２５のループでは、予め定め
られた走査パターンでアンテナ２の指向方向を走査し衛
星を捕捉することを行う。例えば、第３図に示す走査パ
ターンを採用する場合、走査経路に座標変換の代表点を
適宜定め、絶対方向（第３図（ｂ））の代表点の角度を
逐次座標変換して相対方向（第３図（ａ））へ変換する
。その結果、アンテナ２の指向方向制御は、第３図（ａ
＞に示す如く、車両１の姿勢に応じたものとなり、衛星
に対しては、第３図（ｂ）に示す如く、常に一定の絶対
仰角を保って走査できることになる。

なお、方位センサ８には、一般に、磁気方位計が用いら
れるが、磁気方位計は周囲の建物などの影響を受は易く
、ピッチセンサ９やロールセンサ１０に比して誤差が大
きい。このため、座標変換して求めたアンテナ指向方向
も絶対方位角との誤差が大きく、これを走査の基準にす
るのは不適当である。一方、絶対仰角の方向へは比較的
正確に指向させ得る。従って、前述したように、絶対仰
角を一定に保持して方位方向へ走査する方式が妥当であ
り、捕捉時間を早めることができる。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の衛星通信用の車載アンテ
ナによれば、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。また、アンテナの指向方向を制御して衛星を
捕捉する場合でも、同様に相対方向を求めて行うので、
正確な捕捉動作をなし得、少ない走査量で迅速に衛星捕
捉をなし得ることが期待できる。そして、車両の姿勢角
は自動的に検出できるので、従来のような操作の煩雑さ
をなくすことができ、自動走査にしたことと相俟って省
力化を図ることができる、等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る衛星通信用の車載アン
テナの構成ブロック図、第２図は衛星捕捉の動作手順の
フローチャート、第３図は本発明の衛星捕捉におけるア
ンテナ走査パターン、第４図は従来の衛星捕捉における
アンテナ走査パターン、第５図は従来の衛星通信用の車
載アンテナの構成ブロック図である。１・・・・・・車両、　２・・・・・アンテナ、　３・
・・・・・ＡＺ駆動部、　４・・・・・・ＥＬ駆動部、
　５・・・・・・ＡＺ角度検出器、　６・・・・・・Ｅ
Ｌ角度検出器、　７・・・・・・受信機、　８・・・・
・・方位センサ、　９・・・・・・ピッヂセンサ、１０
・・・・・・ロールセンサ、　１１・・・・・・アンテ
ナ制御部。代理人　弁理士　　八　幡　　義　博２番、発明の對星撞゛従の働）Ｉヤ与・′時第　２　図不は星１１対樗る貨１数の走査ノ＼゛ターン（ｂ）了すデナＪ６伺方向の券ト禎１ノ＼゛ター・７（及）・εＰ −崖燻炙横人本発明の釘１４釘提１ておけろアンチ九史壷パター５ネ図

Claims

【特許請求の範囲】

車両の方位角、ピッチ角及びロール角をそれぞれ検出す
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に基づき車両の姿勢角を検出する
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
座標変換する手段と；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衛星を捕捉したか否か
を判別する手段と；を備えたことを特徴とする衛星通信
用の車載アンテナ。