JPH0294801A

JPH0294801A - アンテナマウント装置

Info

Publication number: JPH0294801A
Application number: JP24455788A
Authority: JP
Inventors: Mitsumasa Kitayama; 北山　光政
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1990-04-05
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0834373B2

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）この発明は、アンテナを船舶等の移動体に搭載し同一方
向に常時指向させるアンテナマウント装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、例えば船舶用衛星通信アンテナは船舶のローリン
グ、ピッチング等にもかかわらず、常時アンテナを衛星
の方向に向けるためにアンテナマウントによってアンテ
ナの姿勢制御を行っている。その−例を第６図により説
明する。

第６図の従来例はＡｚ−Ｘ−ＥＪＺの直交３軸方式とい
われるものである。この図で、１は船舶の甲板などの取
付面（以下船舶と記す）、２は船舶１に垂直な架台、３
は前記架台２に回動自在に取付けられたＡｚ軸、４はＡ
ｚ軸３に直交して回動自在に取付けられたＸ軸、５はＸ
軸４に直交して回動自在に取付けられたＥＩＬ軸、６は
ＥＪＺ軸６に固定されたアンテナである。

第６図において、Ａ方向から見た図が第７図、Ｂ方向か
ら見た図が第８図である。

このような３軸方式のアンテナマウントでは、Ｘ軸４が
衛星の方位に一致するようにＡｚ軸３の回動角を制御す
る。そして第７図に点線で示すように、船舶１がＥｌｌ
軸方方向角度ｒだけ傾き、かつ第８図に点線で示すよう
に、Ｅ１軸５に直交する方向に角度ｐだけ傾いた場合に
は、Ａｚ軸３に設けたＥＪ２軸５軸向方向きの動揺セン
サ７で角度ｒを検出し、Ｘ軸４を角度ｒだけ回動してＥ
Ｌ軸５を水平に保ち、Ａｚ軸３に設けたＸ軸４方向の傾
きの動揺センサ８で角度ｐを検出して、１１釉５を角度
ｐだけ回動して一定の仰角ＥＬを保つようにしてアンテ
ナ６を船舶１の動揺に関わらず常に衛星に指向させてい
る。

しかしながら、第６図のアンテナマウントではＸ軸４の
軸受部および駆動機構部をＥＪＺ軸５の回転によるアン
テナとの干渉を避けた位置に設置する必要があるため、
アンテナ６の振り半径が大かくなる欠点があった。

このため、さらに小型化にするために、第９図に示すよ
うに、前記Ａｚ−Ｘ−ＥＪ２のＸ軸４′をＡｚ軸３の直
交する平面から角度にだけ傾けたアンテナマウントも用
いられている。

第９図において、Ａ方向から見た図が第１０図、Ｂ方向
から見た図が第１１図である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、Ａｚ−Ｘ−ＥＪＺ方式のｘ軸４′を傾けると、
各３！１ｉｔｈ３．４’、５の関係が極めて複雑な座標
変換を必要とするため、各３軸３，４’、５ごとにその
回動制御が著しく複雑となる欠点があった。すなわち、
第９〜１１図に示す３軸方式のアンテナマウントでは、
駆動センサをＸ軸上に取付けＸ軸が水平となるよう３軸
を制御する。しかし、この方法では動揺センサをアンテ
ナマウントに取付けるためアンテナマウントの設置場所
の環境条件が悪く、動揺センサの信顆性が低下する。

また、ｆｆ８Ｉ７揺センサからの信号アンテナコントロ
ールユニット（以下ＡＣＵという）に取り込むためのケ
ーブル等が増加する。

この発明の目的は、Ｘ軸を傾けた構成をとりながら動揺
センサを船内に設置できるようにして信顆性を上げ、ア
ンテナマウント部と船内装置内のＡＵＣ間のケーブルを
なくし、かつ３軸を簡単に制御できるようにしたアンテ
ナマウントを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかるアンテナマウントは、Ｘ軸をＡｚ軸に
直交する平面に対し、ほぼ３５°傾け、さらに３軸のう
ちＥＩｌ軸をピッチング量Ｐ、ローリング量Ｒを用いて
補正し、他の２軸はローリング量Ｒを用いて補正するも
のである。

（作用〕この発明においては、Ｘ軸がほぼ３５°傾いているので
、３軸が互いに直交しているものにくらべ小型となり、
制御速度を低くすることができる。また、ピッチングや
ローリングが発生したとぎ、ＥＪ２釉はピッチング量Ｐ
とローリング量Ｒに基づいて補正がなされ、他の２軸は
ローリング量Ｒに基づいてのみの補正がなされるので、
制御が比較的簡単に行われる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の全体の概略構成を示すブ
ロック図である。この図において、１０はアンテナマウ
ントで、Ａｚ軸１２．Ｘ軸１４゜ＥＩＬ軸１６およびＥ
ｕ軸１６に取付けられたアンテナ１８を有し、全体はレ
ドーム１９で覆われている。２０はＡＣＵで、動揺セン
サ３０．ジャイロコンパス４０ならびにアンテナ１４か
らの信号を入力として必要な演算を行い、サーボアンプ
２１を介して必要な制御をアンテナマウント１ｏに加え
る。なお、ＡＣＵ２０．サーボアンプ２１゜動揺センサ
３０は船内に取付けられ、アンテナマウント１０．ジャ
イロコンパス４０は船外の甲板等に取付けられる。動揺
センサ３０は、具体的にはローリングセンサ３１とピッ
チングセンサ３２とからなる。

第２図、第３図にアンテナマウント１０の斜視図および
正面図の詳細を示す。１１はベースプレートで、これに
Ａｚ軸１２を中心として回動するＡｚフレーム１３が取
付けられ、このＡＺフレーム１３にＡｚ軸１２と直交す
る水平面に対し３５°傾いたＸ軸１４が取付けられ、こ
のＸ軸１４にＸフレーム１５が取付けられ、さらにＸフ
レーム１５にＸ軸１４に対し直交するＥｕ軸１６が取付
けられ、このＥ１軸１６にレフマウント１７が取付けら
れている。そして、レフマウント１７にアンテナ１８が
取付けられる。１９はレドームである。なお、各軸の駆
動のためにそれぞれモータが設けられ、ベルト駆動ある
いはギヤ駆動によって制御されるが、その詳細は省略す
る。また、第３図にはレドーム１９は省略しである。

次に各軸の制御を行うＡＣＵ２０による指向制御につい
て説明する。

ｉ）動揺のない場合第４図に示すように、船ＳＨのアンテナ１４と衛星ＳＴ
とを結ぶ直線を■、この直線■の水平面へ投影した直線
を■、船ＳＨの中心線を■とする。まず、Ａｚ軸１２を
ベアリング角（方位角）Ａｚ（直線■と中心線■のなす
角）だけ回転させる。また、ＥＪ２軸１６をエレベーシ
ョン角（仰角）Ｅρ（直線■、■のなす角）だけ回転さ
せる。−度設定後は、船ＳＨの旋回に対してはジャイロ
コンパス４０からの信号によりＡＺ軸１２を回転して自
動追従することは従来と同じである。

Ｎ）動揺がある場合動揺センサ３０中のローリングセンサ３１．ピッチング
センサ３２でローリングｉＲとピッチングｉｐを検出し
、ＡＣＵ２０で下記の演算を行って、各軸の回転角を算
出する。この場合の制御方法を第５図を参照して説明す
る。

第５図において、アンテナ１８と衛星ＳＴの２点を含む
鉛直な平面Ｔ上で、アンテナ１８と衛星ＳＴとを結ぶ直
線にと水平面Ｕとのなす角をＰ′とする。また、水平面
Ｕと平面Ｔとに直角な平面Ｑ上において、船ＳＨの甲板
面Ｓとの交線りと水平面Ｕとのなす角をＲ′とする。Ｅ
ＪＺ軸１６の回転角Ｅｌ’、Ｘ軸１４の回転角Ｘ’、Ａ
ｚ軸１２の回転角Ａｚ’は仰角Ｅ℃、方位角をＡｚとし
て、Ａｚ　　＝Ａｚ＋５ｉｎ−’　　（ｔａｎ　　Ｒ’　　
・ｔａｎ　　Ｋ）ただし、Ｐ　’　＝　ｔａｎ−’　（ｔａｎ　　Ｐ　−ｃｏｓＡ
　ｚ＋ｔａｎＲ−５ｉｎＡ　ｚ　）Ｒ’　＝ｔａｎ−’
（ｔａｎ　　Ｒ−ｃｏｓＡ　ｚ−ｔａｎＰ　ｊｓｉｎＡ
　ｚ　）Ｐ；ピッチング角、Ｒ：ローリング角として求めることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、Ａｚ軸、Ｘ軸、Ｅ℃軸
の３！Ｔｉ１ＩＩを制御するアンテナマウント装置にお
いて、Ｘ！ｉ［ｌＩをあらかじめＡｚ軸と直交する平面
に対し、ほぼ３５°傾けて設けたので、アンテナマウン
トが小型となり、かつ制御速度を低くすることが可能な
ため追尾精度が向上し、また、ピッチングｆｃＰとロー
リングｆｉＨの値を用いてＡＵＣ力科寅算を行い、この
うちＥｊＩ軸にはピッチング量ＰとローリングｉＲを用
い、その他のＸ軸。

Ａｚ軸にはローリングｉＲのみで制御するので、制御が
筒単になり応答速度を速くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体の概略構成を示すブ
ロック図、第２図、第３図は、第１図におけるアンテナ
マウントの斜視図および正面図、第４図、第５図はこの
発明の実施例の動作を説明するための図、第６図〜第１
１図は従来のアンテナマウントの動作を説明するための
概念図である。図中、１０はアンテナマウント、１１はベースプレート
、１２はＡｚ重山、１３はＡｚフレーム、１４はｘ！１
ｉ市、１５はＸ７１／−ム、１６はＥＩＬ軸、１７はレ
フマウント、１８はアンテナ、１９はしドーム、２０は
アンテナコントロールユニット、２１はサーボアンプ、
３０は動揺センサ、３１はローリングセンサ、３２はピ
ッチングセンサ、４０はジャイロコンパスである。第図１７・　しフマウ〉ト第図第図第図第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】ベースプレート上に垂直に設けたＡｚ軸と、このＡｚ軸
の回りに回動可能でこのＡｚ軸と直交する平面に対し、
ほぼ３５°傾けて設けられ自身の軸心の回りに回動可能
なＸ軸と、このＸ軸に対し直交し自身の軸心の回りに回
動可能なＥｌ軸と、このＥｌ軸に取付けられたアンテナ
とを備えたアンテナマウントと、さらに上記３軸の回動
角Ｅｌ′、Ｘ′、Ａｚ′を下式に従って制御するアンテ
ナコントロールユニットを有することを特徴とするアン
テナマウント装置。Ｅｌ′＝Ｅｌ−｛Ｐ′＋ｓｉｎ＾−＾１（［ｓｉｎＫ］
／［ｃｏｓＲ′］）−Ｋ｝Ｘ′＝ｃｏｓ＾−＾１〔ｔａ
ｎＫ／ｔａｎ｛ｓｉｎ＾−＾１（ｓｉｎＫ／ｃｏｓＲ′
）｝〕Ａｚ′＝Ａｚ＋ｓｉｎ＾−＾１（ｔａｎＲ′・ｔ
ａｎＫ）ただし、Ｐ′＝ｔａｎ＾−＾１（ｔａｎＰ・ｃｏｓＡｚ＋ｔａｎ
Ｒ・ｓｉｎＡｚ）Ｒ′＝ｔａｎ＾−＾１（ｔａｎＲ・ｃ
ｏｓＡｚ−ｔａｎＰ・ｓｉｎＡｚ）Ｐはピッチング量、
Ｒはローリング量、Ｋ＝３５°、Ｅｌは仰角、Ａｚは方位角とする。