JPH0369201A - 自動追尾アンテナ装置 - 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） 本発明は、車両や列車等の移動物体に搭載したアンテナ
の仰角及び方位角を、移動物体の移動に応じて変更し、
例えば放送衛星のような通信衛星からの電波を良好に受
信するための自動追尾アンテナ装置に関する。

〔従来の技術〕

先に、この発明の出願人は、移動物体に搭載されており
、反射鏡と、この反射鏡の焦点位置に設けた主−次放射
器と、この主−次放射器よりわずかに水平方向にずらせ
て設けた副一次放射器とを含むパラボラアンテナと、こ
のパラボラアンテナの方位角を変更できるようにパラボ
ラアンテナに設けた第１駆動部と、このパラボラアンテ
ナの仰角を変更できるようにパラボラアンテナに設けた
第２駆動部と、主−次放射器からの信号の主受信レベル
を検出する主受信レベル検出部と、副一次放射器からの
信号の副受信レベルを検出する副受信レベル検出部と、
主受信レベルが予め定めたレベル以上になるまでパラボ
ラアンテナの方位角と仰角を変更するように第１及び第
２の駆動部に制御信号を供給する第１の制御手段と、例
えば移動物体か移動したことにより主受信レベルが予め
定めたレベルより小さくなったとき主受信レベルと副受
信レベルとの差か正であるか負であるかに応じて予め定
めた方向に主受信レベルが予め定めたレベル以上になる
までパラボラアンテナを回転させるように第１駆動郡に
制御信号を供給する第２の制御手段とを含むパラボラア
ンテナの自動追尾装置を提案した（特願昭６０−３７１
８９号）。

（発明が解決しようとする課題） このようなパラボラアンテナの自動追尾装置を例えば陸
上を移動する車両に搭載した場合、車両がトンネル等に
侵入して放送衛星からの信号か突然跡切れた時、主受信
レベルが予め定めたレベル以上になるまでパラボラアン
テナが回転し続けるために、パラボラアンテナの方位角
及び仰角を変更させるための第１及び第２駆動部等の機
械部分の消耗が大きいという問題がある。そして、パラ
ボラアンテナを回転させるためのエネルギが無駄である
という問題もある。

また、このような問題を解決するために、マイクロコン
ピュータをこの追尾装置に設けて、放送衛星からの信号
が跡切れた時に追尾を停止することも考えられる。しか
し、これでは車両がトンネルに入ったことによってでは
なく、追尾装置の応答速度か車両の方向転換の速度より
も遅いことによって、放送衛星からの信号が跡切れたと
きにも、追尾を停止するという問題がある。

本発明の目的とするところは、障害物により電波の到来
が遮断された時に信号の捜索を中止し、アンテナの不要
な動きを防止することかできる自動追尾アンテナ装置を
提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり
、移動物体に搭載されているアンテナと、このアンテナ
にその方位角及び仰角を変更するように設けた駆動部と
、上記アンテナか所定の送信源からの電波を予め定めた
レベル以上で受信する状態に上記駆動部に制御信号を供
給する制御部とを、有する自動追尾アンテナ装置におい
て、上記アンテナが出力する雑音レベルを検出する雑音
検出部と、この雑音検出部で検出した雑音レベルが上記
アンテナへの上記送信源からの電波の到来を遮断されて
いない状態での雑音レベルより高いレベルになったとき
上記制御部を停止させる判定部とを、有するものである
。

〔作用〕

この発明によれば、アンテナと、駆動部と、制御部とに
より、アンテナが所定の送信源からの電波を予め定めた
レベル以上で受信する状態になるようにアンテナの方位
角と仰角を調整し、電波到来方向にアンテナを追尾させ
ることができる。そして、電波到来方向に障害物が介在
すると、雑音検出部で検出した雑音レベルが送信源から
の電波の到来を遮断されていない状態での雑音検出レベ
ルよりも高いレベルとなるので、このとき、判定部は制
御部を停止させる。

（実施例） 本発明は、雑音検出部で雑音レベルを検出し。

この雑音レベルがアンテナへの送信源からの電波の到来
を遮断されていない状態での雑音検出レベルよりも高い
レベルに□・なったとき、即ち雑音レベルが電波の到来
が遮断されるレベル以上になったとき、電波到来方向に
障害物があることによって受信が跡切れたと判断して、
受信を中止させることがてきるものである。そして、雑
音レベル及び放送電波を受信しているか否かに基いて放
送電波の捜索及び追尾を再開することができる。そこで
、実施例の説明の前に障害物が電波到来方向にある場合
、雑音レベルが高くなることについて簡単に説明する。

自然界の物体から、その物体の温度に比例した雑音電波
が発生している。従って、アンテナの電波到来方向に障
害物がある場合とない場合とては雑音電波に基く雑音電
力に差が生じる。このことを利用して、予め受信中の雑
音レベルの値をホールドしておき、受信した雑音レベル
が予めホールドした雑音レベルよりも高くなった時、電
波到来方向に障害物が介在していると判断することかで
きる。このことを具体的に算出式によって説明すると、
降雨等の減衰量を含んだ受信機全体の雑音電力Ｎは、 雑音電力Ｎ　＝ｋ　Ｂ　（ａ　Ｔａ　＋　（１ａ　）　
Ｔｏ　＋　（Ｆ−１）Ｔ、）　　（ｗ）　　　　・・・
・（１）ただし、 Ｔ、＝６ＯＲ＋　（１−Ｒ）ＴＯ（Ｋ）　−−−−（２
）で表される。

ｋはボルツマン定数１．３８０７ｘ　１０−”　　（Ｊ
　／　Ｋ　）、Ｂはチャンネル帯域幅で例えば２７Ｘ　
１０’　（２７ＭＨｚ）、αはアンテナと周波数変換器
のカップリング損失（倍）、Ｔ１はアンテナ雑音温度（
Ｋ）、Ｔｏは基準温度２９０　　（Ｋ）　、　Ｆは受信
機雑音指数（倍）、Ｒは降雨等による減衰量（倍）であ
る。

ここで、晴天時において、電波到来方向に障害物が無い
場合（Ｒ＝１（倍））の雑音電力旧と障害物がある場合
（Ｒ＝Ｏ（倍））の雑音電力Ｎ２を求める。ただし、カ
ップリング損失が無いとしてα＝１（倍）とし、またＦ
＝１．５（倍）とすると、雑音電力Ｎ１は、（１）、（
２）式より７．６４ｘｔｏ−”（ｗ　）であり、雑音電
力Ｎ２は、１．６２ｘ　１０−五コ（Ｗ）である。従っ
て、雑音電力Ｎ、とＮ２の間には約３．３　ｄＢの差が
生じる。

また、降雨時において電波到来方向に障害物が無い場合
（Ｒ＝　０．６３　（倍））の雑音電力Ｎ３は、同様に
して１．０８ｘ　１０−”　　（Ｗ　）である、従って
、降雨時において電波到来方向に障害物が無い場合（Ｒ
＝　０．６３）と有る場合（Ｒ＝Ｏ）とでは、雑音電力
Ｎ３とＮ２の間には約１．８　ｄＢの差が生じる。この
ように晴天時又は降雨時においても、雑音電力の差に基
いて電波到来方向に障害物が有るか否かを判断すること
ができる。

第１実施例について第１図乃至第３図を参照して説明す
る。第１実施例は、陸上を移動する車両や列車において
放送衛星から送信される衛星放送を受信するためのもの
である。第１図に示す１はアンテナ、２は駆動部、３は
制御部、４は雑音検出部、５は判定部である。

アンテナｌは放送電波受信用の平面アンチ与““１であ
り、４台の制御用の平面アンテナ６と共に１枚の誘電体
板７の同一面に形成されている。

駆ｇＩＪ部２は、２台のモータ８を備えており、アンテ
ナ１及び制御用アンテナ６の方位角及び仰角を変更する
ために誘電体板７を駆動する装置である。

制御部３は、制御用アンテナ６が受信する電波を基にし
て、ア′ンテナｌが放送衛星からの電波を予め定めたレ
ベル以上で受信する状態を保つように駆動部２に制御信
号を供給するものである。ただし、後述するマイクロコ
ンピュータ１６から停止の信号を受けたときは、アンテ
ナ１等の方位角及び仰角をそのときの角度で保持した状
態で信号の捜索又は追尾を停止するように構成されてい
る。

これらアンテナｌ、制御用アンテナ６、駆動部２及び制
御部３は、従来公知のアンテナの自動追尾装置であり、
例えば従来例で説明したパラボラアンテナの自動追尾装
置が有する放送電波の捜索機能及び追尾機能を備えるも
のである。よって、その詳細な説明を省略する。ただし
、この実施例では、１台の平面アンテナｌと４台の制御
用平面アンテナ６を１枚の誘電体板７に取り付けたもの
であるが、従来例のようにパラボラ反射鏡に設けた主−
次放射器と、副−時放射器とを平面アンテナｌと、制御
用平面アンテナ６に代えて使用した構成とすることがで
きる。

このアンテナｌで受信した信号−及び雑音は、周波数変
換器９を通ってＩＦ信号となり、このＩＦ信号は周波数
変換器９に結合されたバンドパスフィルタ１１と受信機
１２に供給される。バンドパスフィルタ１１は、受信帯
域外（受信周波数近傍の帯域であって、その帯域には放
送電波が存在しない帯域、）の雑音を通過させるための
ものであり、これを通過した雑音はレベル検出回路１３
に入る。このレベル検出回路１３は、雑音を直流レベル
に変換するものである。このバンドパスフィルタ１１と
レベル検出回路１３が雑音検出部４を構成している。レ
ベル検出回路１３の出力信号は、ホールド部１４を介し
て比較回路１５に入力するものと直接比較回路１５に入
力するものとに２つに分岐しており、比較回路１５の出
力は、マイクロコンピュータ１６に入力される。ホール
ド部１４は雑音レベルを一時ホールトするものである。

比較回路１５は、レベル検出回路１３が検出した雑音レ
ベルが、ホールト部１４が一時ホールドしている雑音レ
ベルよりも高いか否かを判定し、その判定結果をマイク
ロコンピュータ１６に出力するものである。判定部５は
、このホールド部１４、比較回路１５及びマイクロコン
ピュータ１６で構成されており、レベル検出回路１３、
ホールド部１４及び比較回路１５はマイクロコンピュー
タ１６のプログラムに従って制御されている。また、受
信機１２は、アンテナｌか放送電波を受信しているか否
かを表す信号をマイクロコンピュータ１６に出力するも
のである。マイクロコンピュータ１６は、これら供給さ
れた信号に基いて制御部３を作動させる信号又は停止さ
せる信号を制御部３に供給する。

次に、第２図を参照しながら、マイクロコンピュータ１
６のフローチャートを説明する。まず、誘電体板７の方
位角及び仰角を変更して放送衛星からの電波を捜索する
ように制御部３に信号を供給する（ステップ１００　）
　、この捜索方法は例えば従来例で説明したような従来
公知の方法を利用するものてあり、よってその詳細な説
明を省略する。

次に、アンテナｌが放送電波を受信しているか否かを受
信機１２からの出力に基いて判断しくステップ１０２）
、ＹＥＳであると、衛星信号を追尾するように制御部３
に制御信号を供給する（ステップ１０４）。ステップ１
０２の判断がＮｏであると、ステップ１００へ戻り、衛
星信号を捜索するように制御部３に制御信号を供給する
。この追尾方法も従来例で説明したような従来公知の方
法を利用するものである。

そして、ステップ１０４に続いて放送電波を受信中か判
断しくステップ１０６）、ＹＥＳであると、この時にレ
ベル検出回路１３か検出した雑音レベルをホールド部１
４にホールドして（ステップ１０８）、ステップ１０４
へ戻り、衛星信号の追尾を続けさせる。従って、ホール
ド部１４にホールドされる雑音レベルは、電波が受信さ
れている間、常に最新のものに更新される。ステップ１
０６の判断がＮＯであると、レベル検出回路１３て検出
した雑音レベルがホールド部１４にホールドしている雑
音レベルよりも高いか判断する（ステップ１１０）。ス
テップ１１０の判断がＹＥＳであると、上述したように
電波到来方向に障害物があると判断てきるので、衛星信
号の追尾を中止するように制御部３に制御信号を供給し
て（ステップ１１２　）　、ステップ１１０へ戻り、ス
テップ１１０の判断かＮｏになるまで、ステップ１１０
　、１１２を繰返す。ステップ１１０の判断がＮｏにな
ると、放送電波受信中か判断する（ステップ１１４　）
、ステップ１１４の判断かＹＥＳであると、障害物、例
えばトンネルから抜は出たと判断できるので、衛星信号
の追尾を再開するように制御部３に制御信号を供給して
（ステップ１１６）、ステップ１０４へ戻る。ステップ
１１４の判断かＮ。

であると、障害物がないのに受信できていないので、ス
テップ１００へ戻り、衛星信号の捜索をするように制御
部３に制御信号を供給する。

次に第２実施例を説明する。第２実施例か第１実施例と
相違するところは、第１実施例のバンドパスフィルタ１
１が受信帯域外の雑音を通過させるものであったが、第
２実施例のバンドパスフィルタ１１は受信帯域内の雑音
を通過させるものとしたことと、バンドパスフィルタ１
１か受信帯域内の雑音を通過させるものであると、放送
電波を受信中にレベル検出回路１３が雑音レベルを検出
することがてきないために、放送電波を受信していない
時にレベル検出回路１３が作動するようにマイクロコン
ピュータ１６のプログラムを変更したことである。上記
以外は同等であるのて、その詳細な説明を省略し、第１
図を第２実施例のフロック図とする。

第４図を参照しながら、マイクロコンピュータ１６のプ
ログラムを説明する。まず、放送電波を受信していない
時に雑音のレベル（トンネルやビル等によって遮断され
ていないときの雑音レベル）をホールド部１４にホール
ドする（ステップ２００）。

次に、誘電体板７の方位角及び仰角を変更して放送衛星
からの電波を捜索するように制御部３に制御信号を供給
する（ステップ２０２）。この捜索方法は従来例に説明
したような公知の方法を利用するものである。そして、
アンテナ１が放送電波を受信しているか否かを受信器１
２からの出力に基いて判断しくステップ２０４）、ＹＥ
Ｓであると、衛星信号を追尾するように制御部３に制御
信号を供給する（ステップ２０６）。ステップ２０４の
判断がＮｏであると、ステップ２０２へ戻り、衛星信号
を捜索するように制御部３に制御信号を供給する。

この追尾方法も従来公知の方法を利用するものである。

そして、ステップ２０４の判断がＹＥＳであると電波を
受信中か判断しくステップ２０８）、ＹＥＳであると、
ステップ２０６へ戻り、衛星信号の追尾を続行させる。

ステップ２０８の判断がＮｏであると、レベル検出回路
１３で検出した雑音レベルがホールド部１４にホールド
している雑音レベルよりも高いか判断する（ステップ２
１０）。ステップ２１０の判断かＮｏであると、電波を
受信していないが、障害物によって電波は遮断されてい
ないので、ホールトしていた雑音レベルを消去してこの
時（電波を受信していない時）の雑音レベルをホールド
部１４にホールトしくステップ２１２　）　、そしてス
テップ２０２へ戻り、衛星信号を捜索するように制御部
３に制御信号を供給する。ステップ２１０の判断がＹＥ
Ｓであると、障害物によって電波か遮断されているので
、衛星信号の追尾を中止するように制御部３に制御信号
を供給して（ステップ２１４　）　、放送電波を受信中
か判断する（ステップ２１６）。ステップ２１６の判断
がＮｏであると、まだ、障害物によって電波が遮断され
ているのでステップ２１０へ戻り、ステップ２１６の判
断がＹＥＳになるまでステップ２１０　、２１４　、２
１６を繰返す。

ステップ２１６の判断がＹＥＳになると、障害物によっ
て電波が遮断されていないので、追尾を再開する制御信
号を制御部３に供給して（ステップ２１８　）　、ステ
ップ２０６へ戻る。

なお、第１図の判定部５は、ホールト部１４と比較回路
１５から成るレベル判定回路とマイクロコンピュータ１
６とで構成したが、レベル判定回路を設ける代りにＡ／
Ｄコンバータをレベル検出回路１３とマイクロコンピュ
ータ１６との間に結合し、Ａ／Ｄコンバータの出力信号
に基いてマイクロコンピュータ１６内でレベル判定回路
と同等の機能を果たすようにすることができる。

（発明の効果） 以上述べたように、この発明によれば、電波到来方向に
障害物があるか否かを雑音レベルに基いて判定すること
かできるので、受信が跡切れた原因が障害物による時の
み衛星信号の捜索を中止させることができる。従って、
例えば追尾装置の応答速度が車両や列車等の移動物体の
方向転換の速度よりも遅いことにより、衛星信号が跡切
れたときに誤って衛星信号の捜索を中止させることかな
いという効果がある。そして、この自動追尾アンテナ装
置を搭載する車両や列車がトンネル等に侵入した時は、
捜索を中止するのでアンテナの方位角及び仰角を変更さ
せるための駆動部等の機械部分の消耗を防止することが
できるし、アンテナを回転させるためのエネルギの無駄
を省くことがてきるという効果がある。更に、第３図（
ａ）　、　（ｂ）に示すようにアンテナ１が高架１８の
下になったり、ビル１９の陰に入ることにより放送電波
１７か一時跡切れた場合、アンテナ１の方位角及び仰角
をそのまま保持した状態で追尾を停止するので、アンテ
ナ１が高架１８等の障害物から抜は出した時に速やかに
衛星信号の追尾及び捜索を行うことがてきるという効果
がある。そして、これによって、受信時間を長くするこ
とができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による自動追尾アンテナ装置の第１実
施例のブロック図、第２図は同実施例に用いたマイクロ
コンピュータのプログラムを示すフローチャート、第３
図（ａ）　、　（ｂ）はアンテナの電波到来方向に障害
物が介在した例を示す図、第４図は同発明の第２実施例
に用いたマイクロコンピュータのプログラムを示すフロ
ーチャートである。 １・・・・アンテナ、２・・・・駆動部、３・・・・制
御部、４・・・・雑音検出部、５・・・・判定部、６・
・・・制御用アンテナ、１２・・・・受信機、１３・・
・・レベル検出回路、１４・・・・記憶部、１５・・・
・比較回路、１６・・・・マイクロコンピュータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動物体に搭載されているアンテナと、このアン
   テナにその方位角及び仰角を変更するように設けた駆動
   部と、上記アンテナが所定の送信源からの電波を予め定
   めたレベル以上で受信する状態に上記駆動部に制御信号
   を供給する制御部とを、有する自動追尾アンテナ装置に
   おいて、 上記アンテナが出力する雑音レベルを検出する雑音検出
   部と、この雑音検出部で検出した雑音レベルが上記アン
   テナへの上記送信源からの電波の到来を遮断されていな
   い状態での雑音レベルより高いレベルになったとき上記
   制御部を停止させる判定部とを、有する自動追尾アンテ
   ナ装置。