JPH03128506A - 衛星自動追尾装置 - Google Patents

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、車両や船舶等の移動物体上で衛星放送等の
衛星通信を受信するためにアンテナが常に通信衛星に指
向するように自動追尾を行なう装置に関する。

〔従来の技術〕

車両等の移動物体上で例えば衛星放送受信アンテナを絶
えず放送衛星に指向させるには、固定台に水平回転台を
水平回転可能に支持し、この水平回転台に１基の衛星放
送受信アンテナをその仰角を可変に支持し、固定台上に
水平回転台を回転させる機構及びこれを駆動する方位調
整モータを設け、水平回転台上に衛星放送受信アンテナ
の仰角を変化させる機構及びこれを駆動する仰角調整モ
ータを設け、これら双方のモータの回転を制御すること
が必要である。そのため、衛星放送受信アンテナの受信
レベルの変化に従って放送衛星と衛星放送受信アンテナ
とのずれを検出する回路と、このずれを補うように両モ
ータを制御する回路とが、設けられている。また、これ
ら回路は車両等の内部や固定台等に設置され、これら回
路と衛星放送受信アンテナ及び各モータとを接続するた
めに、固定台と水平回転台との間に多数の高周波ケーブ
ルや直流または低周波信号用のケーブルを設置している
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来の装置では、１基の衛星放送受信アンテナの
受信レベルに従って衛星放送受信アンテナの方位及び仰
角を変更しているので、方位を変更するのか仰角を変更
するのか決定するための制御系が複雑になるという問題
があった。

また、上記の従来の装置では、水平回転台の回転により
、ケーブルの絡みや断線事故が多く、ケーブルが水平回
転台に巻きつくために同一方向に何回転もさせることが
できず、そのためによっても制御系が複雑になるという
問題があった。

この発明は、上記の問題を解決することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、水平回転可能に設けられた水平回転台と、
この水平回転台を回転させる方位調整手段と、水平回転
台上に仰角調整可能に設けられたアンテナ構体と、アン
テナ構体の仰角を調整する仰角調整手段とを備えている
。

この発明の特徴は、アンテナ構体に、指向方向が主アン
テナに対して左右にそれぞれ若干角度づつ偏っている１
対の方位追尾用補助アンテナと、指向方向が主アンテナ
に対して上下にそれぞれ若干角度づつ偏っている１対の
仰角追尾用補助アンテナと、主及び各補助アンテナに到
来した衛星通信信号をそれぞれ中間周波信号に変換する
コンバータを備え、両仰角追尾用補助アンテナのコンバ
ータの中間周波信号の比較によって、アンテナ構体の仰
角を決定する仰角決定信号を仰角調整手段に供給する仰
角制御手段と、両方位追尾用補助アンテナのコンバータ
の中間周波信号の比較によって回転水平台の回転方向を
決定する方位決定信号を方位角調整手段に供給する方位
制御手段とを、設けたことである。

この発明の他の特徴は、仰角及び方位制御手段を水平回
転台に設け、さらに主アンテナのコンバータの中間周波
信号を水平回転台の外部に伝達する高周波回転結合器を
水平回転台に設け、方位調整手段へ方位決定信号を伝達
するスリップリングを高周波回転結合器を囲む位置に設
けたことである。

この発明のさらに別の特徴は、仰角及び方位制御手段か
らの仰角及び方位調整手段への供給前に、アンテナ構体
が設定仰角となるように制御信号を仰角調整手段に供給
する手段と、上記の設定仰角への設定後に主アンテナの
コンバータの中間周波信号が所定レベル以上になるまで
水平回転台を回転させる制御信号を方位調整手段に供給
する手段とを設けたことである。

〔作用〕

この発明によれば、主アンテナが通信衛星に正対してい
れば、仰角及び方位追尾用補助アンテナの出力が、それ
ぞれ平衡するので、仰角及び方位調整手段を作動させる
信号は発生しない。

車両等の走行中に、車両等の向きが変わると。

双方の方位追尾用補助アンテナの出力の平衡が破れるの
で、方位決定信号が発生し、方位調整手段を作動させ、
主アンテナを通信衛星に正対させる。

車両等が傾斜地に差しかかるなどして、主アンテナの仰
角が変わると、双方の仰角追尾用補助アンテナの平衡が
破れるので、仰角決定信号が発生し、仰角調整手段を作
動させて、主アンテナを通信衛星に正対させる。

このような追尾動作に際して、方位及び仰角決定信号は
、水平回転台上の方位及び仰角制御手段によって作られ
るが、これらは高周波信号ではないので、スリップリン
グによって伝送でき、高周波回転結合器によって水平回
転台から外部に伝達しなければならないのは、主アンテ
ナの受信出力をコンバータによって変換した中間周波信
号だけである。従って、高周波回転結合器を取り巻いて
複数のスリップリングを配置することによってケーブル
の絡みが起こらなくなる。

上記のような追尾動作を行なうためには、その前提とし
て通信衛星に主アンテナを正対させる必要があるが、こ
れを方位及び仰角制御手段からの方位及び仰角決定信号
に基いて行なおうとすると、長時間かかり、しかも最悪
の場合には長時間かけても正対させることができないこ
ともある。

そこで、この発明では、この装置の設置位置において通
信衛星に主アンテナを正対させるために必要な仰角は事
前に判明しているので、この仰角（設定仰角）にアンテ
ナ構体の仰角がなるように仰角調整手段に制御信号を供
給する。その後に、主アンテナのコンバータからの中間
周波信号が所定レベル以上になるまで水平回転台を回転
させるように、方位調整手段に制御信号を供給する。こ
れによって通信衛星に主アンテナを正対させることがで
きる。

〔実施例〕

第１図乃至第９図に第１の実施例を示す、第１図及び第
２図において、ｌはアンテナ構体で、その表面には第５
図に示すように主アンテナ２と。

仰角追尾用補助アンテナ３及び４と、方位追尾用補助ア
ンテナ５及び６とが、一部分を図示するようなマイクロ
ストリップライン平面アンテナ２Ａ、３Ａ、　４Ａ、　
５Ａ及び６Ａによって形成されている。

各マイクロストリップラインの伸延方向をＸ、アンテナ
平面内でこれに直交する方向をＹ、アンテナ平面に垂直
な方向をＺとするとき、主アンテナ２は、第６図に示す
ように指向方向ＯＦがｘＺ平面内で０なる仰角を作るよ
うにされている。これは、アンテナ構体１が水平に近い
姿勢で衛星放送電波を受けられるようにすることにより
、アンテナ構体を収容するレードームの高さを低くする
ためである。

仰角追尾用補助アンテナ３及び４の指向方向０、Ｑ及び
ＯＲは、第６図に示すように、それぞれθ＋α及びθ−
αの仰角を作っている。また、方位追尾用補助アンテナ
５及び６の指向方向Ｏ８及びＯＴは、第７図に示すよう
にＹＯＰ平面内において、ＯＰより左右へβづつ、それ
ぞれ振れている。

ｉａ図において２は主アンテナ２からの主受信レベルを
示し、３及び４は仰角追尾用補助アンテナ３及び４から
の副受信レベルを示す、また、第９図において５，６は
方位角追尾補助アンテナ５及び６からの副受信レベルで
ある。

上述のような各アンテナの指向方向の調節は。

マイクロストリップラインの各部の寸法を変化させるこ
とによって達成でき、指向特性は各アンテナのＸ方向及
びＹ方向の寸法を変化させることによって達成できる。

なお、アンテナ構体１上での主アンテナ２及び補助アン
テナ３，４．５．６の配置は、例えば第１Ｏ図または第
１１図に示すように、必ずしも第５図に示した通りでな
くてもよい。

アンテナ構体１の裏面には、アンテナ２〜６の受信電波
をそれぞれ中間局へに変換するコンバータ２Ｂ〜６Ｂが
設けられている。そして、アンテナ構体ｌは水平回転台
１１に、Ｙ方向に横たわる仰角回転軸１２によって軸止
される。アンテナ構体１の自由端近傍にラックギヤー１
３が軸１４によって軸止されている。このラックギヤ−
１３は、水平回転台１１に取付けた仰角調節モータ１５
で駆動されるピニオン装置１６によって移動させられ、
アンテナ構体ｌの仰角θを変える。

水平回転台１１は、第３図に示すように、垂直な中空回
転軸２１と、その内部に位置する中空支柱２１Ａとによ
って、固定台２２上に支持される。中空回転軸２１は周
囲に大径のギヤー２３を有し、固定台２２に取付けた方
位調節モータ２４で駆動されるピニオン２５が、ギヤー
２３に噛み合い、モータ２４の回転によって水平回転台
１１は回転する。中空回転軸２１は周囲にスリップリン
グ２６．２６・・・・を有し、これらのスリップリング
には、固定台２２に設けたブラシ装置２７の各ブラシが
接触する。そして、中空回転軸２１及び中空支柱２１Ａ
の内部には、高周波回転結合器２８が支持構体２８Ａに
よって保持されている。

次に、上述の装置の回路を第４図によって説明する。３
０は電源で、固定台２２上の方位調節モータ２４の駆動
回路２９に電流を供給するほか、スリップリング２６．
２６を経由して水平回転台１１上の直流インバータ３１
及び仰角調節モータ１５の駆動回路１７に電流を供給す
る。インバータ３１は変換された直流を、水平回転台１
１上の諸口路に動作電流として供給すると共に、電流重
畳回路３２．３３．３４．３５．３８により、それぞれ
可撓ケーブル２Ｃ１３Ｃ，４Ｃ，５Ｇ、６Ｃを経由して
、アンテナ構体１のコンバータ２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５阻
８Ｂに動作電流を供給する。

主アンテナ２のコンバータ２Ｂの中間周波信号は、可撓
ケーブル２Ｇ、″ｊｔＬ流重畳回路３２、同軸ケーブル
２Ｄを通り、高周波回転結合器２８により固定台したＢ
Ｓチューナに供給される。仰角追尾用補助Δ アンテナ３及び４のコンバータ３Ｂ及び４Ｂの中間周波
信号は、それぞれ可撓ケーブル３Ｃ及び４Ｃと′ｌｉ流
重畏回路３３及び３４を通り、レベル検出器３７及び３
Ｂに送られ、ここで到来電波のレベルが検出される。レ
ベル検出器３７及び３８の出力は、仰角制御回路３８に
供給されて演算され、検出器３７で検出される補助アン
テナ３の受信レベルの方が、検出器３Ｂで検出される補
助アンテナ４の受信レベルよりも大きいときは、仰角制
御回路３９は駆動回路１７に正転信号を送り、仰角調節
モータ１５を正転させて、アンテナ構体１の仰角を増大
させる。これとは逆に、検出器３８で検出される補助ア
ンテナ４の受信レベルの方が大きいときは、仰角制御回
路３９は駆動回路１７に逆転信号を送り、仰角調節モー
タ１５を逆転させて、アンテナ構体１の仰角を小さくさ
せる。このようにして、双方の検出器３７．３８の受信
レベルが平衡するように制御が行われる。

方位角追尾用補助アンテナ５及び６のコンバータ５日及
び６Ｂの中間周波信号は、それぞれ可撓ケーブル５Ｃ及
び６Ｃと電流重畳回路３５及び３６を通り、レベル検出
器４０及び４１に送られ、それぞれの到来電波のレベル
が検出される。方位制御回路４２は、これらの検出レベ
ルを比較して、補助アンテナ５の受信レベルの方が大き
いときは、方位調節モータ２４を正転させるための正転
信号を生じ、補助アンテナ６の受信レベルの方が大きい
ときは、方位調節モータ２４を逆転させるための逆転信
号を生ずる。これらの正転信号及び逆転信号は何れも低
周波信号であり、スリップリング２６．２６を経由して
固定台２２上の駆動回路２９に送られ、方位調節モータ
２４を正転または逆転させ、両補助アンテナ５及び６の
受信レベルが平衡するように、アンテナ構体ｌの方位を
調節する。

４３はマイクロコンピュータで、電波の到来方向ューナ
の出力によって動作し、ソフトウェアによって凡その方
向を探し出し、これに基いて仰角制御回路３９または方
位制御回路４２に、モータの正転信号または逆転信号を
発するための制御信号を送り込む。

第２の実施例を第１２図に示す、この実施例は、この自
動追尾装置の起動時に、通信衛星に主アン同一符号を付
して、その説明を省略する。

第１の実施例に対して付加されているのは、次の通りで
ある。すなわち、仰角制御回路３θと駆動回路１７との
間に切換器４４が設けられ、同様に駆動回路２８に接続
されるスリップリング２θと方位制御回路４２との間に
切換器４Ｂが設けられている。切換器４４は仰角制御回
路３８からの正転、逆転信号と、マイクロコンピュータ
４３からの正転、逆転信号とのいずれかを駆動回路１７
に供給する。この切換器４４の切換制御は、マイクロコ
ンピュータ４３によって行なわれる。同様に、切換器４
６は、方位制ｇ１１回路４２からの正転、逆転信号とマ
イクロコンピュータ４３からの正転、逆転信号とのいず
れかを駆動回路２８に供給する。この切換器４６の切換
制御、マイクロコンピュータ４３によって行なわれる。

さらに、仰角調整モータ！５にはアンテナ構体１に所定
角度づつ仰角をあげさせるだけ仰角調整モ発生器４８が
設けられている。また、アンテナ構へか所定の仰角１例
えばθ°の状態にあることを検出するリミットスイッチ
５０も設けられている。これらパルス発生器４８からの
パルス及びリミットスイッチ５０からの信号は、共にマ
イクロコンピュータ４３に供給されている。

この追尾装置を作動させる前に、マイクロコンピュータ
４３に行届している仰角設定スイッチ（図示せず）を操
作して、この追尾装置の設置位置において主アンテナｌ
を通信衛星に正対させるために必要な設定仰角（これは
事前に判明している。）を設定する。そして、この追尾
装置を起動すると、マイクロコンピュータ４３は切換器
４４を介して駆動回路１７にアンテナ構体ｌが水平とな
るように制御信号を供給する。この供給はリミットスイ
ッチ５０がアンテナ構体１を検出した検出信号を発生す
るまで行なわれる。

これに続いて、マイクロコンピュータ４３は、切換器４
４を介して駆動回路１７にアンテナ構体１の仰角を大き
くする方向の制御信号を供給する。これに従ってアンテ
ナ構体ｌの仰角は大きくなると共に、パルス発生器５０
は所定角度づつアンテナ構体１の仰角が大きくなるごと
にパルスを発生する。

このパルスをマイクロコンピュータ４３がカウントし、
そのカウント値が仰角設定スイッチによって設定された
設定仰角に一致すると、マイクロコンピュータ４３は、
駆動回路１７への制御信号の供給を停止する。そして、
マイクロコンピュータ４３は。

切換器４Ｂを介して駆動回路２９に制御信号を供給して
、水平回転台１１を所定方向、例えば右側方向にアンテ
ナｌが通信衛星に正対したと目されるレベ・ＣＳ ル以上にＢｓＡチューナからの受信レベルがなったとき
、駆動回路２９への制御信号の供給を停止する。そして
マイクロコンピュータ４３は、切換器４４、４８を切換
えて、仰角制御回路３９、方位制御回路４２からの信号
が駆動回路１７．２９にそれぞれ供給されるようにする
。以後、第１の実施例と同様に動作する。

（発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、１対の仰角追尾用アン
テナと、１対の方位追尾用アンテナとを、アンテナ構体
に設け、これら追尾用アンテナの出力に基いて自動追尾
を行なうので、その制御系の構成が簡略化される。

さらに、この発明によれば、水平回転台から外部へ伝達
される信号のうち高周波信号は、主アンテナのコンバー
タからの中間周波信号のみであるから、１個の高周波回
転結合器と、その周囲に配置したスリップリングにより
、支障なく各信号の授受を行なうことができる。従って
、ケーブル類が水平回転台に絡んだり、断線したりする
事故が起こらず、水平回転台を自由に何回も同一方向に
回転させることができるので、この点からも制御系を簡
略化できる。

また、この発明によれば、起動時に主アンテナを通信衛
星に正対させるために必要な仰角にアンテナ構体を傾け
、さらに水平回転台を回転させて、主アンテナからの受
信レベルが所定レベル以上となる位置で停止させている
ので、短時間のうちに通信衛星に主アンテナを正対させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例の側面図、第２図はそ
の背面図、第３図はその水平回転台の回転軸部分の拡大
断面図、第４図はその電気回路図、第５図はそのアンテ
ナ構体の平面図、第６図はその仰角追尾用補助アンテナ
３及び４の指向方向の説明図、第７図はその方位追尾用
補助アンテナ５及び６の指向方向の説明図、第８図はそ
の仰角追尾用補助アンテナ３及び４の指向特性図、第９
図はその方位追尾用補助アンテナ５及び６の指向特性図
、第１０図及び第１１図は各アンテナの配置が異なる実
施例を示すアンテナ構体の平面図、第１２図はこの発明
の第２の実施例の電気回路図である。 ｌ・・・・アンテナ構体、２・・・・主アンテナ、３及
び４・・・・仰角追尾用補助アンテナ、５及び６・・・
・方位追尾用補助アンテナ、２Ｂ〜６Ｂ・・・・コンバ
ータ、１１・・・・水平回転台、１３・・・・ラックギ
ヤー（仰角調整手段の一部）、１５・・・・仰角調節モ
ータ（仰角調整手段の一部）、２１・・・・中空回転軸
、２１Ａ・・・・中空支柱、２２・・・・固定台、２３
・・・・ギヤー（方位調整手段の一部）、２４・・・・
方位調節モータ（方位調整手段の一部）、２５・・・・
ビニオン（方位調整手段の一部）、２Ｂ・・・・スリッ
プリング、２７・・・・ブラシ装置、２８・・・・高周
波回転結合器、３７〜３９・・・・仰角制御手段、４０
〜４２・・・・方位制御手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）水平回転可能に設けられた水平回転台と、この水
   平回転台を回転させる方位調整手段と、上記水平回転台
   上に仰角調整可能に設けられ、主アンテナと、指向方向
   が上記主アンテナに対して左右にそれぞれ若干角度づつ
   偏っている１対の方位追尾用補助アンテナと、指向方向
   が上記主アンテナに対して上下にそれぞれ若干角度づつ
   偏っている１対の仰角追尾用補助アンテナと、上記主ア
   ンテナ及び上記各補助アンテナに到来した衛星通信信号
   をそれぞれ中間周波信号に変換するコンバータとを有す
   るアンテナ構体と、 このアンテナ構体の仰角を調整する仰角調整手段と、 上記両仰角追尾用補助アンテナのコンバータが生ずる中
   間周波信号の比較によって上記アンテナ構体の仰角を決
   定する仰角決定信号を上記仰角調整手段に供給する仰角
   制御手段と、 上記両方位追尾用補助アンテナのコンバータが生ずる中
   間周波信号の比較によって上記回転水平台の回転方向を
   決定する方位決定信号を上記方位調整手段に供給する方
   位制御手段とを、 具備する衛星通信自動追尾装置。
2. （２）請求項１記載の衛星通信自動追尾装置において、
   仰角制御手段及び方位制御手段を、上記水平回転台に設
   け、上記主アンテナのコンバータが生ずる中間周波信号
   を上記水平回転台の外部に伝達する高周波回転結合器を
   上記水平回転台に設け、上記方位調整手段へ上記方位決
   定信号を伝達するスリップリングを上記高周波回転結合
   器を囲む位置に設けてなる衛星通信自動追尾装置。
3. （３）請求項１または２記載の衛星通信自動追尾装置に
   おいて、上記仰角制御手段及び方位制御手段からの仰角
   決定信号及び方位決定信号の上記仰角調整手段及び方位
   調整手段への供給前に、上記アンテナ構体が設定仰角と
   なるように制御信号を上記仰角調整手段に供給する手段
   と、上記設定仰角への設定後に上記主アンテナのコンバ
   ータが生ずる中間周波信号が所定レベル以上になるまで
   上記水平回転台を回転させる制御信号を上記方位調整手
   段に供給する手段とを、設けてなる衛星通信自動追尾装
   置。