JPH04315301A - Rocking compensation type antenna system - Google Patents

Rocking compensation type antenna system

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JPH04315301A
JPH04315301A JP8271891A JP8271891A JPH04315301A JP H04315301 A JPH04315301 A JP H04315301A JP 8271891 A JP8271891 A JP 8271891A JP 8271891 A JP8271891 A JP 8271891A JP H04315301 A JPH04315301 A JP H04315301A
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JP
Japan
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axis
satellite
azimuth
swing
antenna
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Application number
JP8271891A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Eguchi
光一 江口
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Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To inexpensively obtain the compensation type antenna system with simple constitution. CONSTITUTION:The XEL axis is selected to be an electric axis in the AZ- EL-XEL mount. The electric axis is realized by controlling the phase shifter of array antenna. The threshold level discrimination is executed as to a latitude in which a mobile body is in existence or at an elevating angle of a satellite, and the rocking compensation in the AZ-EL mount and the satellite tracing in the XEL axis are executed at a high latitude area or a low elevating angle area. The rocking compensation is executed in the AZ-EL-XEL mount and the satellite tracing is executed according to an azimuth input at the high latitude area or the low elevating angle area. The satellite tracing and the rocking compensation are executed without causing a singular point at the high latitude area or the low elevating angle area and the excellent satellite tracing and rocking compensation are executed while stopping the use of a device relating to the azimuth input and avoiding the effect of a singular point at the high latitude area or the low elevating angle area. Not a gyro compass but an inexpensive device such as a magnetic compass is used for the device relating to the azimuth input.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、船舶等の移動体に搭載
されインマルサットシステム等の衛星通信・衛星放送に
使用されるアンテナ装置に関し、特に移動体の揺動の影
響を除去する揺動機能を備えた揺動補償型アンテナ装置
に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an antenna device mounted on a moving body such as a ship and used for satellite communications and satellite broadcasting such as the Inmarsat system, and in particular, a swinging function that eliminates the influence of swinging of the moving body. The present invention relates to a swing-compensated antenna device.

【0002】0002

【従来の技術】(1)技術背景 従来から、船舶等において衛星通信のために指向性アン
テナが用いられている。船舶衛星通信は、歴史的には1
976年米国のマリサット衛星により開始されたもので
あり、1982年以降は国際的な組織であるインマルサ
ットに引き継がれ実施されている。このような船舶衛星
通信を行うためには、所定の指向性を有するアンテナを
必要とする。
2. Description of the Related Art (1) Technical Background Directional antennas have been used for satellite communications in ships and the like. Historically, ship satellite communications
It was started in 1976 by the US Marisat satellite, and since 1982 it has been taken over and implemented by the international organization Inmarsat. In order to carry out such ship satellite communication, an antenna having a predetermined directivity is required.

【0003】例えば、1987年6月現在のインマルサ
ット標準A船舶地球局の技術基準によると、船舶地球局
のG/Tは−4dBK以上と規定されており、この基準
に適合するアンテナをパラボラアンテナとして構成しよ
うとする場合、直径80cm程度の寸法が求められる。
For example, according to the Inmarsat Standard A technical standards for ship earth stations as of June 1987, the G/T of ship earth stations is specified to be -4 dBK or more, and antennas that meet this standard are used as parabolic antennas. When attempting to construct such a structure, a dimension of approximately 80 cm in diameter is required.

【0004】また、パラボラアンテナを降雨等から保護
し、耐候性を確保するためには、このアンテナを覆うレ
ドームが必要である。このレドームの直径は、パラボラ
アンテナの寸法が直径80cm程度であるため、例えば
1.2m程度が必要とされる。レドームは、有底椀状の
部材であり、少なくとも衛星通信に係る波長の電波(1
.5GHz近傍)を通過するような材質で形成される。 一般的には、FRPが用いられる。さらに、その底部に
は、アンテナの保守、修理等の作業のために開口たるア
クセスハッチが設けられる。
[0004] Furthermore, in order to protect the parabolic antenna from rain and the like and ensure weather resistance, a radome is required to cover the antenna. Since the parabolic antenna has a diameter of about 80 cm, the diameter of this radome is required to be, for example, about 1.2 m. The radome is a bowl-shaped member with a bottom, and is used for radio waves of at least the wavelength related to satellite communication (1
.. It is made of a material that allows the frequency (around 5 GHz) to pass through. Generally, FRP is used. Furthermore, an access hatch is provided at the bottom for operations such as maintenance and repair of the antenna.

【0005】(2)追尾及び揺動補償 このような構成を有するアンテナ装置の一種として、揺
動補償型アンテナ装置が知られている。この揺動補償型
アンテナ装置は、衛星の追尾機能に加え揺動補償機能を
有する装置である。
(2) Tracking and Shaking Compensation A swing compensation type antenna device is known as a type of antenna device having such a configuration. This swing compensation antenna device is a device that has a swing compensation function in addition to a satellite tracking function.

【0006】すなわち、船舶等の移動体に搭載されたア
ンテナが衛星からの電波を良好に受信し続けるためには
、当該アンテナを駆動して衛星を追尾させる必要がある
。また、このようなアンテナ駆動及びその制御機能は、
揺動補償を行うように構成することが可能である。 例えば、船舶は海上の波浪によって揺動し、この揺動分
を補償することにより良好な衛星追尾を実現できる。船
舶の揺動には、例えばロール、ピッチ等がある。ロール
は横揺れ、ピッチは縦揺れに相当し、両者を補償するた
めにはアンテナを機械的にまたは電子的に横、縦に駆動
する必要がある。このため、従来から、揺動補償等の目
的でアンテナを駆動する技術が各種開発されている。
[0006] That is, in order for an antenna mounted on a moving body such as a ship to continue to receive radio waves from a satellite well, it is necessary to drive the antenna to track the satellite. In addition, such antenna drive and its control functions are
It is possible to configure the device to perform rocking compensation. For example, a ship sways due to ocean waves, and by compensating for this oscillation, good satellite tracking can be achieved. The rocking motion of a ship includes, for example, roll and pitch. Roll corresponds to horizontal shaking, and pitch corresponds to vertical shaking, and to compensate for both, it is necessary to mechanically or electronically drive the antenna horizontally and vertically. For this reason, various techniques for driving antennas for the purpose of vibration compensation and the like have been developed.

【0007】(3)3軸機械軸の装置 アンテナとしてパラボラアンテナ等を用いる場合、その
駆動に係る軸を3個設け、それらを全て機械軸として構
成することが可能である。
(3) 3-axis mechanical axis device When a parabolic antenna or the like is used as an antenna, it is possible to provide three axes for driving the parabolic antenna and configure all of them as mechanical axes.

【0008】3軸構成の一例としては、いわゆるAZ−
EL−XELマウントがある。
An example of a three-axis configuration is the so-called AZ-
There is an EL-XEL mount.

【0009】ここで、AZ軸とは、アジマス軸を表し、
アンテナの方位に係る軸である。また、EL軸とは、エ
レベーション軸を表し、アンテナの仰角に係る軸である
。さらに、XEL軸とは、クロスエレベーション軸を表
し、EL軸の回動面と垂直な面内における角度に係る軸
である。
[0009] Here, the AZ axis represents the azimuth axis,
This is the axis related to the direction of the antenna. Further, the EL axis represents an elevation axis, and is an axis related to the elevation angle of the antenna. Furthermore, the XEL axis represents a cross-elevation axis, and is an axis related to an angle in a plane perpendicular to the rotation plane of the EL axis.

【0010】このようなマウントに代表される3軸構成
のアンテナ装置において、全ての軸を機械軸として構成
すると、機構的設計が複雑となり、装置が高価格となり
易い。このため、軸の個数を低減し、2個の機械軸で装
置を実現する提案がなされている。
[0010] In an antenna device having a three-axis configuration, such as a mount, if all the axes are configured as mechanical axes, the mechanical design becomes complicated and the device tends to be expensive. For this reason, proposals have been made to reduce the number of axes and realize a device with two mechanical axes.

【0011】(4)2軸機械軸の装置 このような装置としては、例えば「2軸Az−Elアン
テナマウントの制御方式」(結城他、電子通信学会、S
ANE83−53、pp1−6)、「海事衛星通信ディ
ジタル船舶局用アンテナシステムの小型軽量化について
」(塩川他、電子通信学会、SANE84−19、pp
17−24)等に開示されているAZ−ELマウントが
ある。
(4) 2-axis mechanical axis device As such a device, for example, “2-axis Az-El antenna mount control method” (Yuki et al., Institute of Electronics and Communication Engineers, S.
ANE83-53, pp1-6), “Reducing the size and weight of maritime satellite communication digital ship station antenna systems” (Shiokawa et al., Institute of Electronics and Communication Engineers, SANE84-19, pp.
There is an AZ-EL mount disclosed in 17-24) and others.

【0012】このような構成によっても、揺動を補償し
つつ衛星を追尾することができる。しかし、このような
マウントにおいては、特異点が発生するという問題点が
ある。
[0012] With this configuration as well, it is possible to track the satellite while compensating for rocking. However, such a mount has a problem in that a singularity occurs.

【0013】特異点は、例えば天頂方向に現れ、揺動条
件下でアンテナがこの方向を向いている場合に追尾誤差
を発生させる点である。この特異点に対処するためには
、アンテナやそれを支持するフレーム等に軽量かつ堅牢
な材料を使用し、アンテナ等を駆動するモータの負荷を
低減する手段や、また、モータとして、比較的高性能の
ACサーボモータを採用し、これに応じて高性能のAC
サーボ制御回路を採用して高性能のサーボ系によりアン
テナを駆動するという手段がある。さらには、制御ソフ
トウェアの改良により、特異点近傍の追尾誤差を軽減す
る等の手段もある。
A singular point is a point that appears, for example, in the zenith direction and causes a tracking error when the antenna is oriented in this direction under swing conditions. In order to deal with this singularity, it is necessary to use lightweight and robust materials for the antenna and the frame that supports it, reduce the load on the motor that drives the antenna, etc., and to use a relatively high-performance motor. Adopts high-performance AC servo motor, correspondingly high-performance AC
There is a method of employing a servo control circuit and driving the antenna with a high-performance servo system. Furthermore, there are ways to reduce tracking errors near singular points by improving control software.

【0014】しかし、このような対策は、特別な材料、
高価格な回路を採用すること等を求めるため、装置の高
価格化をまぬがれない。また、これらの対策を施した場
合でも、特異点近傍での追尾誤差が約10°とのデータ
が存在する。
However, such measures require special materials,
Since the use of expensive circuits is required, the price of the equipment cannot be avoided. Further, even when these measures are taken, there is data showing that the tracking error near the singular point is about 10°.

【0015】(5)1軸機械軸2軸電子軸の装置このよ
うな問題点を解決する手段としては、複数の軸のうちい
ずれかを電子軸とするのが有効である。電子軸は、いわ
ゆるフェーズドアレイアンテナによって実現し得るもの
である。このような電子軸を有する装置としては、例え
ば“Phased Array Antenna fo
r MARISAT Communications 
”,Folkebolinder,Microwave
Journal,1978.12 pp39−42 に
開示されている装置がある。
(5) 1-axis mechanical axis 2-axis electronic axis device As a means to solve such problems, it is effective to use one of the plurality of axes as an electronic axis. The electronic axis can be realized by a so-called phased array antenna. As an example of a device having such an electronic axis, there is a "Phased Array Antenna for
r MARISAT Communications
”, Folkebolinder, Microwave
There is an apparatus disclosed in Journal, 1978.12 pp39-42.

【0016】この軸は、AZ軸を機械軸とし、EL軸を
2枚の平板状アンテナ(アレイアンテナ)の上に形成さ
れた複数のアレイアンテナの移相によって実現する装置
である。
This axis is a device in which the AZ axis is a mechanical axis and the EL axis is realized by shifting the phase of a plurality of array antennas formed on two planar antennas (array antennas).

【0017】すなわち、アレイアンテナ上に行列配置さ
れたアンテナ素子にそれぞれ移相器を接続し、この移相
器によって各アンテナ素子に係る信号の移相量を制御す
る。この移相量の制御により、アンテナのビーム指向特
性を所定の特性に切り替え変更することができる。
That is, a phase shifter is connected to each antenna element arranged in a matrix on an array antenna, and the amount of phase shift of a signal related to each antenna element is controlled by this phase shifter. By controlling the amount of phase shift, the beam directivity characteristic of the antenna can be switched to a predetermined characteristic.

【0018】従って、この移相器制御によって仰角方向
にビーム指向特性を変化させれば、EL軸を電子軸とし
て実現することができることになる。また、この方向と
垂直な方向にビーム指向特性を変化されることができる
ため、さらに1軸が電子軸で実現されることになる。
[0018] Therefore, if the beam directivity characteristics are changed in the elevation angle direction by this phase shifter control, the EL axis can be realized as the electronic axis. Furthermore, since the beam directivity characteristics can be changed in a direction perpendicular to this direction, one axis is further realized by the electronic axis.

【0019】しかしながら、このように電子軸を用いた
場合でも、各アンテナ素子毎に移相器を設けなければな
らないため、装置構成が肥大複雑化し、装置価格が高価
格化するため用途が限定されたものとなるという問題点
が生じる。
However, even when an electronic axis is used in this way, a phase shifter must be provided for each antenna element, which makes the device configuration bulky and complicated, and increases the device price, which limits its application. The problem arises that the

【0020】(6)2軸機械軸1軸電子軸の装置このよ
うな問題点を解決するためには、2軸機械軸1軸電子軸
とすればよい。このような構成の装置として、本願出願
人は先に、追尾及び揺動補償性能を維持しかつ装置の低
価格化を実現した揺動補償型アンテナ装置を提案してい
る(特願平2−339317号「アンテナの揺動補償方
式及び揺動補償型アンテナ装置」参照)。
(6) Device with 2-axis mechanical axis and 1-axis electronic axis In order to solve these problems, it is sufficient to use a 2-axis mechanical axis and 1-axis electronic axis. As a device with such a configuration, the applicant of the present application has previously proposed a swing compensation type antenna device that maintains tracking and swing compensation performance and realizes a reduction in device cost (Japanese Patent Application No. Hei 2- 339317 "Antenna swing compensation method and swing compensation antenna device").

【0021】なお、特開昭51−110950号公報に
おいては、AZ軸及びEL軸を機械軸として構成し、外
にビーム指向特性の切り替え手段をも有する衛星通信用
船舶アンテナが開示されている。
[0021] Furthermore, Japanese Patent Application Laid-open No. 110950/1983 discloses a ship antenna for satellite communication which is configured with the AZ axis and the EL axis as mechanical axes, and also has means for switching beam directivity characteristics.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】本願出願人が先に提案
した装置においては、例えばX1−Y−X2マウントに
おいてX1軸及びY軸を機械軸として、X2軸を電子軸
として構成している。従って、この本願出願人先提案に
係る技術を前述のAZ−EL−XELマウントに適用す
ることも考えられる。すなわち、AZ軸及びEL軸を機
械軸、XEL軸を電子軸としてもよい。
In the device previously proposed by the applicant of the present invention, for example, in an X1-Y-X2 mount, the X1 axis and the Y axis are used as mechanical axes, and the X2 axis is configured as an electronic axis. Therefore, it is conceivable to apply the technology proposed earlier by the present applicant to the above-mentioned AZ-EL-XEL mount. That is, the AZ axis and the EL axis may be used as mechanical axes, and the XEL axis may be used as an electronic axis.

【0023】一方で、衛星の追尾を行うためには、搭載
に係る移動体の方位変化を検出するためにコンパスが必
要となる。このようなコンパスとしては、従来、高精度
の方位情報が得られるジャイロコンパスが用いられてい
た。このジャイロコンパスは、例えば高緯度地域におい
ても小さい誤差で方位測定が可能であるという点で、他
の安価な装置、例えば磁気コンパスよりも有効である。 しかし、このジャイロコンパスは、高価格であるため小
型船舶に装備するには適さないという問題点があった。
On the other hand, in order to track a satellite, a compass is required to detect changes in the orientation of the mobile object on board. As such a compass, a gyro compass that can obtain highly accurate azimuth information has conventionally been used. This gyrocompass is more effective than other inexpensive devices, such as a magnetic compass, in that it can measure direction with small errors even in high latitude areas. However, this gyro compass has a problem in that it is not suitable for equipping small vessels because of its high price.

【0024】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、磁気コンパスの誤
差が増大する高緯度地域においても十分な精度を保ちつ
つ衛星の追尾を行うことが可能な揺動補償型アンテナ装
置を、XEL軸を電子軸として構成したAZ−EL−X
ELマウントを利用して実現することを目的とする。
The present invention was made with the aim of solving these problems, and it is possible to track satellites while maintaining sufficient accuracy even in high latitude areas where magnetic compass errors increase. AZ-EL-X is a swing-compensated antenna device configured with the XEL axis as the electronic axis.
The purpose is to realize this using an EL mount.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本願出願人は、以下のような構成を有する揺
動補償型アンテナ装置を提案する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the applicant of the present application proposes a swing compensation type antenna device having the following configuration.

【0026】まず本願出願人は、請求項1として、所定
ビーム指向特性を有するアンテナと、方位に係る機械軸
であるAZ軸と、仰角に係る機械軸であるEL軸と、E
L軸の回動面に垂直な面内の角度に係る電子軸であるX
EL軸と、衛星の仰角及び相対方位に応じてアンテナに
衛星を追尾させる追尾制御手段と、アンテナが搭載され
る移動体の揺動に応じて当該揺動に起因するアンテナの
ずれである揺動成分を補償する揺動補償手段と、を有す
る揺動補償型アンテナ装置において、移動体の存在する
緯度が所定の緯度以上である高緯度地域において、AZ
軸及びEL軸により揺動補償を、XEL軸により衛星の
追尾を、それぞれ実行させるよう、追尾制御手段及び揺
動補償手段を制御する高緯度地域制御手段を備え、高緯
度地域においてはAZ−ELマウントにより、他の地域
においてはAZ−EL−電子XELマウントにより、衛
星を追尾することを特徴とする揺動補償型アンテナ装置
を提案する。
[0026] First, the applicant of the present application has proposed, as claim 1, an antenna having a predetermined beam directivity characteristic, an AZ axis which is a mechanical axis related to the azimuth, an EL axis which is a mechanical axis related to the elevation angle, and an antenna having a predetermined beam directivity characteristic.
X, which is the electronic axis related to the angle in the plane perpendicular to the rotation plane of the L axis
The EL axis, a tracking control means that causes the antenna to track the satellite according to the elevation angle and relative azimuth of the satellite, and rocking that is the deviation of the antenna caused by the rocking of the mobile body on which the antenna is mounted. In a swing compensating antenna device having a swing compensating means for compensating the component, in a high latitude area where a moving object is located at a predetermined latitude or higher,
A high latitude region control means is provided to control the tracking control means and the vibration compensation means so that the vibration compensation is performed by the axis and the EL axis, and the satellite tracking is performed by the XEL axis. In other regions, we propose a swing-compensated antenna device that tracks satellites using an AZ-EL-electronic XEL mount.

【0027】次に、本願出願人は、請求項2として、衛
星の仰角が所定の角度以下である低仰角地域において、
AZ軸及びEL軸により揺動補償を、XEL軸により衛
星の追尾を、それぞれ実行させるよう、追尾制御手段及
び揺動補償手段を制御する低仰角地域制御手段を備え、
低仰角地域においてはAZ−ELマウントにより、他の
地域においてはAZ−EL−電子XELマウントにより
、衛星を追尾することを特徴とする揺動補償型アンテナ
装置を提案する。
Next, as claim 2, the applicant of the present application has proposed that in a low elevation area where the elevation angle of the satellite is less than a predetermined angle,
comprising a low elevation angle area control means for controlling the tracking control means and the swing compensation means so as to perform swing compensation using the AZ axis and the EL axis, and tracking of the satellite using the XEL axis;
We propose a swing-compensated antenna device that tracks satellites using an AZ-EL mount in low elevation angle areas and an AZ-EL-electronic XEL mount in other areas.

【0028】更に、本願出願人は、これらの請求項1及
び2に従属する請求項として、次のような揺動補償型ア
ンテナ装置を提案する。
Furthermore, the applicant of the present application proposes the following swing compensation type antenna device as a claim dependent on these claims 1 and 2.

【0029】まず、請求項3はアンテナの受信レベルを
表す受信レベル信号をビーム指向特性の切替えに係る信
号で同検波することによりアンテナの方位誤差を検出す
る方位誤差検出手段と、移動体の方位変化を磁気コンパ
ス等の装置から取込む方位変化入力手段と、を備え、追
尾制御手段が高緯度地域又は低仰角地域においては前記
方位誤差に応じて、その他の地域においては前記方位変
化に応じて、衛星の相対方位を修正することを特徴とす
る。
First, a third aspect of the present invention provides an azimuth error detection means for detecting an azimuth error of an antenna by simultaneously detecting a reception level signal representing the reception level of the antenna with a signal related to switching of beam directivity characteristics; azimuth change input means for inputting changes from a device such as a magnetic compass, and the tracking control means responds to the azimuth error in high latitude areas or low elevation angle areas, and in response to the azimuth change in other areas, It is characterized by correcting the relative orientation of the satellite.

【0030】請求項4は、追尾制御手段が、高緯度地域
又は低仰角地域を除く地域において、衛星の相対方位だ
けAZ軸を回動させ、アンテナの方位を制御することを
特徴とする。
A fourth aspect of the present invention is characterized in that the tracking control means controls the orientation of the antenna by rotating the AZ axis by the relative orientation of the satellite in areas other than high latitude areas or low elevation angle areas.

【0031】請求項5は、衛星の仰角及び絶対方位を求
める衛星方位仰角演算手段と、衛星の絶対方位から移動
体方位を減算することにより、衛星の相対方位を求める
手段と、を備えることを特徴とする。
[0031] Claim 5 provides a satellite azimuth/elevation angle calculation means for calculating the elevation angle and absolute azimuth of the satellite, and means for calculating the relative azimuth of the satellite by subtracting the moving body azimuth from the absolute azimuth of the satellite. Features.

【0032】請求項6は、移動体の緯度及び経度を入力
する手段を備え、衛星方位仰角演算手段が、移動体の緯
度及び経度に基き既知の衛星軌道から衛星の仰角及び絶
対方位を求めることを特徴とする。
[0032] According to a sixth aspect of the present invention, the satellite azimuth and elevation angle calculation means includes means for inputting the latitude and longitude of the moving object, and calculates the elevation angle and absolute azimuth of the satellite from a known satellite orbit based on the latitude and longitude of the moving object. It is characterized by

【0033】請求項7は、追尾制御手段による衛星の相
対方位の修正が、移動体方位の修正として行われること
を特徴とする。
A seventh aspect of the present invention is characterized in that the correction of the relative orientation of the satellite by the tracking control means is performed as a correction of the orientation of the moving body.

【0034】請求項8は、アンテナにより衛星の相対方
位を探索させる探索制御手段を備えることを特徴とする
[0034] According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a search control means for causing the antenna to search for the relative orientation of the satellite.

【0035】請求項9は、アンテナがXEL軸のビーム
切替方向を行として2乃至3行N(Nは自然数)列に配
置されたアンテナ素子と、少なくともアンテナ素子配列
において端に配置される2行について設けられ、XEL
軸制御量に応じた量だけ対応する行の受信信号を移相さ
せる複数の移相器とを有することを特徴とする。
Claim 9 provides that the antenna has antenna elements arranged in 2 to 3 rows and N (N is a natural number) columns with the beam switching direction of the XEL axis as the rows, and at least 2 rows arranged at the ends of the antenna element arrangement. XEL
It is characterized by having a plurality of phase shifters that shift the phase of the received signal of the corresponding row by an amount corresponding to the axis control amount.

【0036】請求項10は、アンテナを覆う有底椀状の
レドームと、レドームの底面にアンテナを偏心支持する
脚とを備え、レドーム底面におけるほぼアンテナ直下位
置にアクセスハッチが開口することを特徴とする。
[0036] Claim 10 is characterized in that the radome is provided with a bottomed bowl-shaped radome that covers the antenna, and legs that eccentrically support the antenna on the bottom surface of the radome, and that the access hatch opens at a position substantially directly below the antenna on the bottom surface of the radome. do.

【0037】[0037]

【作用】本発明の請求項1においては、移動体の存在す
る緯度が高緯度地域にある場合(所定の緯度以上である
場合)には、揺動補償がAZ軸及びEL軸により行われ
、衛星の追尾がXEL軸により行われる。
[Operation] According to claim 1 of the present invention, when the latitude where the moving body exists is in a high latitude region (when it is above a predetermined latitude), the oscillation compensation is performed by the AZ axis and the EL axis, and the satellite tracking is performed by the XEL axis.

【0038】この動作は、低緯度地域においては揺動補
償をAZ−EL−XELマウントにより実行させ、高緯
度地域においてはAZ−ELマウントにより実行させる
ことに相当する。これは、追尾対象たる衛星が地球の赤
道上に静止する静止衛星である場合において、この衛星
を臨む角度(仰角)が、高緯度地域において低いことに
着目したものである。すなわち、AZ−ELマウントの
アンテナ装置における特異点が、ほぼ天頂方向にある一
方で、高緯度地域では衛星の仰角が低く、特異点から離
れたところでアンテナを動作させうる点に着目したもの
である。従って、高緯度地域においては、AZ−ELマ
ウントによっても特異点の誤差を排除しつつ追尾及び揺
動補償が可能である。
[0038] This operation corresponds to performing vibration compensation using the AZ-EL-XEL mount in low latitude areas and using the AZ-EL mount in high latitude areas. This method focuses on the fact that when the satellite to be tracked is a geostationary satellite stationary on the earth's equator, the angle (elevation angle) at which the satellite is viewed is low in high latitude regions. That is, while the singular point of the AZ-EL mount antenna device is almost in the zenith direction, the elevation angle of the satellite is low in high latitude regions, and the antenna can be operated far from the singular point. Therefore, in high latitude areas, the AZ-EL mount can also perform tracking and vibration compensation while eliminating singularity errors.

【0039】一方で、請求項1においては、低緯度地域
においてAZ−EL−XELマウントにより天頂方向の
特異点を発生させることなく衛星の追尾及び揺動補償が
実行される。
On the other hand, in claim 1, the AZ-EL-XEL mount can perform satellite tracking and swing compensation without generating a singular point in the zenith direction in a low latitude region.

【0040】この結果、高緯度地域においても低緯度地
域においても、特異点の影響を顕著に発生させることな
く衛星の追尾及び揺動補償が実行される。
[0040] As a result, satellite tracking and oscillation compensation can be carried out in both high latitude and low latitude areas without significantly causing the influence of singularities.

【0041】請求項2においては、請求項1における高
緯度地域制御手段に代え低仰角地域制御手段が用いられ
る。請求項1における高緯度地域制御手段は、追尾対象
をとなる衛星が静止衛星である場合に高緯度地域におけ
る仰角が低いことに着目したものであったが、請求項2
における低仰角地域制御手段は、衛星が静止衛星である
かどうかにかかわりなく、その仰角についての情報に基
づいて制御を切り替えるものである。すなわち、低仰角
地域においては、装置がAZ−ELマウントとして、高
仰角地域においてはAZ−EL−XELマウントして、
それぞれ揺動補償に使用されることになる。
In claim 2, low elevation angle area control means is used in place of the high latitude area control means in claim 1. The high latitude area control means in claim 1 focuses on the fact that when the satellite to be tracked is a geostationary satellite, the angle of elevation in high latitude areas is low.
The low elevation angle area control means in , which switches control based on information about the elevation angle of the satellite, regardless of whether the satellite is a geostationary satellite or not. That is, in low elevation angle areas, the device is mounted as an AZ-EL mount, and in high elevation angle areas, the device is mounted as an AZ-EL-XEL mount.
Each will be used for vibration compensation.

【0042】この請求項においても、請求項1同様の作
用が得られる。
In this claim as well, the same effect as in claim 1 can be obtained.

【0043】請求項3においては、方位誤差検出手段ま
たは方位変化入力手段から取り込まれる情報が、追尾制
御手段によって適宜切り替えられつつ衛星の相対方位の
修正に用いられる。すなわち、移動体の旋回等に応じて
移動体に対する衛星の方位(相対方位)が変化するため
、衛星の追尾を実行するためにはこの変化分に係る衛星
の相対方位の修正として実行するのが好ましい。この修
正に当って、高緯度地域または低仰角地域においてはア
ンテナの受信レベルを利用でき、これ以外の地域におい
ては磁気コンパス等の外部装置を利用できる。
In claim 3, the information taken in from the azimuth error detection means or the azimuth change input means is used for correcting the relative orientation of the satellite while being switched as appropriate by the tracking control means. In other words, since the orientation (relative orientation) of the satellite with respect to the mobile object changes depending on the rotation of the mobile object, in order to perform satellite tracking, it is necessary to correct the relative orientation of the satellite according to this change. preferable. For this correction, antenna reception levels can be used in high latitude areas or low elevation angle areas, and external devices such as magnetic compasses can be used in other areas.

【0044】特に、磁気コンパスの誤差が発生し易い高
緯度地域において、この磁気コンパスから取り込まれる
方位変化、従ってその誤差を排除し、かつ受信レベルの
同期検波により得られる方位誤差を利用することにより
、精度良い追尾が実行される。
Particularly in high latitude regions where errors in the magnetic compass are likely to occur, by eliminating changes in the direction taken in from the magnetic compass, and therefore the errors, and by utilizing the direction error obtained by synchronous detection of the reception level, Tracking is performed with high precision.

【0045】請求項4においては、低緯度地域または高
仰角地域において、AZ軸が衛星の相対方位だけ回動さ
れる。これにより、簡易な制御アルゴリズムでアンテナ
の方位、仰角及びビーム指向特性を切替制御することが
できる。
[0045] In claim 4, the AZ axis is rotated by the relative azimuth of the satellite in a low latitude region or a high elevation angle region. Thereby, the azimuth, elevation angle, and beam directivity characteristics of the antenna can be switched and controlled using a simple control algorithm.

【0046】請求項5においては、衛星方位仰角演算手
段により衛星の仰角及び絶対方位が求められる。この絶
対方位は、移動体方位が減算され、衛星の相対方位が求
められる。従って、この請求項5においては、衛星の仰
角、絶対方位及び移動体方位が、アンテナによる衛星追
尾の基礎となる情報として用いられる。
In claim 5, the elevation angle and absolute azimuth of the satellite are determined by the satellite azimuth/elevation angle calculation means. From this absolute azimuth, the moving object azimuth is subtracted to obtain the relative azimuth of the satellite. Accordingly, in claim 5, the elevation angle, absolute azimuth, and moving body azimuth of the satellite are used as information on which the antenna tracks the satellite.

【0047】請求項6においては、移動体の緯度及び経
度が入力され、これらに基づき既知の衛星軌道から衛星
の仰角及び絶対方位が求められる。従って、請求項6に
おいては、移動体方位に加え、移動体の緯度及び経度を
入力することによって、アンテナの追尾制御が実行され
る。
[0047] In claim 6, the latitude and longitude of the mobile object are input, and based on these, the elevation angle and absolute azimuth of the satellite are determined from the known satellite orbit. Therefore, in claim 6, tracking control of the antenna is executed by inputting the latitude and longitude of the moving object in addition to the azimuth of the moving object.

【0048】請求項7においては、衛星の相対方位の修
正が、移動体方位の修正として行われる。移動体方位は
、請求項5に示されるように、衛星の絶対方位から減算
される。これにより衛星の相対方位が求められるため、
移動体方位の修正により衛星の相対方位の修正が実現さ
れる。
[0048] In claim 7, the correction of the relative orientation of the satellite is performed as the correction of the mobile object orientation. The mobile heading is subtracted from the satellite's absolute heading. This determines the relative orientation of the satellite, so
Correcting the relative orientation of the satellite is achieved by modifying the mobile orientation.

【0049】請求項8においては、衛星の相対方位が探
索制御手段及びアンテナにより探索される。従って、衛
星の絶対方位及び移動体方位を入力することなく、衛星
の相対方位を求めることが可能になる。
In claim 8, the relative orientation of the satellite is searched for by the search control means and the antenna. Therefore, it is possible to obtain the relative orientation of the satellite without inputting the absolute orientation of the satellite and the orientation of the mobile object.

【0050】請求項9においては、アンテナの移相器に
対する移相量の制御によってビームの指向特性が切替制
御される。
[0050] In the ninth aspect of the present invention, the directivity characteristics of the beam are switched and controlled by controlling the amount of phase shift for the phase shifter of the antenna.

【0051】すなわち、アンテナにおいては、2乃至3
行N列にアンテナ素子が配列されており、少なくともそ
の両端の行に係るアンテナ素子について移相器が設けら
れている。この移相器の移相量は、XEL軸制御量に応
じて決定される。移相器の移相量が制御されると、当該
アンテナに係るビーム指向特性が変化する。従って、電
子軸に係るXEL軸がアレイアンテナにより簡易に実現
されることになる。さらに、移相器を設ける行が両端の
行で足りるため、装置構成が比較的簡易となる。
[0051] That is, in the antenna, 2 to 3
Antenna elements are arranged in rows and N columns, and phase shifters are provided for at least the antenna elements in the rows at both ends. The phase shift amount of this phase shifter is determined according to the XEL axis control amount. When the phase shift amount of the phase shifter is controlled, the beam directivity characteristic of the antenna changes. Therefore, the XEL axis related to the electronic axis can be easily realized by an array antenna. Furthermore, since the rows at both ends are enough to provide phase shifters, the device configuration is relatively simple.

【0052】請求項10においては、アンテナが脚によ
りレドームの底面に偏心支持される。この結果、レドー
ム底面のアンテナ直下位置にはアクセスハッチを設ける
余裕が生じる。従って、この請求項においては、アンテ
ナの形状が小型であっても、アクセスハッチを設けるこ
とが可能になる。
In the tenth aspect of the present invention, the antenna is eccentrically supported on the bottom surface of the radome by the legs. As a result, there is room to provide an access hatch at a position directly below the antenna on the bottom surface of the radome. Therefore, in this claim, even if the shape of the antenna is small, it is possible to provide an access hatch.

【0053】[0053]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0054】(1)実施例の実体構成 図1には、本発明の一実施例に係る揺動補償型アンテナ
装置の実体構成が示されている。
(1) Actual configuration of embodiment FIG. 1 shows the actual configuration of a swing compensation type antenna device according to an embodiment of the present invention.

【0055】この図に示される実施例は、3行4列のア
ンテナ素子10を有するアレイアンテナ12を備えてい
る。アレイアンテナ12の背面には、例えば受信機フロ
ントエンドや、移相器(PS:Phase Shift
er )、合成器などが配置される(図示せず)。後述
するように、アレイアンテナ12背面の移相器の制御に
よってXEL軸が電子軸として実現される。
The embodiment shown in this figure includes an array antenna 12 having antenna elements 10 arranged in three rows and four columns. On the back of the array antenna 12, for example, a receiver front end and a phase shifter (PS) are installed.
er), a synthesizer, etc. are arranged (not shown). As will be described later, the XEL axis is realized as an electronic axis by controlling the phase shifter on the back surface of the array antenna 12.

【0056】このアレイアンテナ12は、仰角軸14に
より方位軸フレーム16に回動可能に支持されている。 方位軸フレーム16には、仰角軸モータ18が取り付け
られており、この仰角軸モータ18は、ギヤ20及び2
2、ベルト24により仰角軸14の一端に連結されてい
る。従って、仰角軸モータ18が回転駆動すると、仰角
軸14を中心にアレイアンテナ12が回転する。すなわ
ち、仰角軸モータ18は、EL軸を機械的に実現するモ
ータである。
The array antenna 12 is rotatably supported by an azimuth axis frame 16 through an elevation axis 14. An elevation axis motor 18 is attached to the azimuth axis frame 16, and this elevation axis motor 18 is connected to gears 20 and 2.
2. It is connected to one end of the elevation axis 14 by a belt 24. Therefore, when the elevation axis motor 18 is driven to rotate, the array antenna 12 rotates about the elevation axis 14. That is, the elevation axis motor 18 is a motor that mechanically realizes the EL axis.

【0057】方位軸フレーム16は、方位軸26と一体
形成されている。方位軸26は、方位軸フレーム16の
下部に設けられており、支持脚28に対し回動可能に固
定されている。すなわち、方位軸26が回転すると、方
位軸フレーム16、従ってアレイアンテナ22が回転し
、その方位が変化する。
The azimuth axis frame 16 is integrally formed with the azimuth axis 26. The azimuth shaft 26 is provided at the lower part of the azimuth shaft frame 16, and is rotatably fixed to the support leg 28. That is, when the azimuth axis 26 rotates, the azimuth axis frame 16, and therefore the array antenna 22, rotates and its orientation changes.

【0058】支持脚28には、方位軸モータ30が取り
付けられている。方位軸モータ30は、ギヤ32及び3
4、ベルト36により、方位軸26に連結されている。 従って、方位軸モータ30が回転駆動すると、方位軸2
6が回転する。言い換えれば方位軸モータ30は、AZ
軸たる機械軸に係る方位軸26を駆動させるモータであ
る。
An azimuth axis motor 30 is attached to the support leg 28. The azimuth axis motor 30 has gears 32 and 3.
4. Connected to the azimuth axis 26 by a belt 36. Therefore, when the azimuth axis motor 30 rotates, the azimuth axis 2
6 rotates. In other words, the azimuth axis motor 30
This is a motor that drives the azimuth axis 26 related to the mechanical axis.

【0059】また、この実施例においては、支持脚28
がレドーム38の底面に取り付け固定されている。レド
ーム38は、アレイアンテナ12の送受信周波数に係る
電波を透過可能な材質から形成される。一般的な材質と
しては、FRPが挙げられる。
Furthermore, in this embodiment, the supporting legs 28
is attached and fixed to the bottom surface of the radome 38. The radome 38 is made of a material that can transmit radio waves related to the transmission and reception frequency of the array antenna 12. A common material is FRP.

【0060】レドーム38は、有底椀状の形状を有して
おり、その底面のやや偏心した位置において、支持脚2
8が取り付けられている。支持脚28は、逆L字状の形
状を有しており、従って、アレイアンテナ12及びその
周辺の部材をレドーム38の底面に偏心支持する機能を
有している。この偏心支持の結果、レドーム38の底面
の中央部(アレイアンテナ12の直下部)には一定面積
を有する空間が生ずる。この空間において、本実施例に
おいては、アクセスハッチ40が設けられている。
The radome 38 has a bowl-like shape with a bottom, and the supporting legs 2 are placed at a slightly eccentric position on the bottom surface.
8 is attached. The support leg 28 has an inverted L-shape, and therefore has the function of eccentrically supporting the array antenna 12 and its surrounding members on the bottom surface of the radome 38. As a result of this eccentric support, a space having a constant area is created in the center of the bottom surface of the radome 38 (directly below the array antenna 12). In this embodiment, an access hatch 40 is provided in this space.

【0061】アクセスハッチ40は、アレイアンテナ1
2の保守・点検等に係る開口である。すなわち、作業者
がこのアクセスハッチ40から腕等を差し入れて、アレ
イアンテナ12及びその周辺の構成の保守点検等を実行
する。
[0061] The access hatch 40 is connected to the array antenna 1.
This is an opening related to maintenance and inspection, etc. of No. 2. That is, an operator inserts his or her arm or the like through the access hatch 40 to carry out maintenance and inspection of the array antenna 12 and its surrounding structure.

【0062】従って、本実施例においては、アンテナと
して小型なアレイアンテナ12を用いてレドーム38を
小型化させつつ、当該アレイアンテナ12の保守、点検
等の作業をアクセスハッチ40により可能としている。
Therefore, in this embodiment, the radome 38 is made smaller by using the small array antenna 12 as the antenna, and the access hatch 40 allows maintenance and inspection of the array antenna 12.

【0063】この実施例においては、先に述べたように
、方位軸モータ30により方位軸26が、仰角軸モータ
18により仰角軸14が、それぞれ回転する。従って、
この実施例においては、いわゆるAZ軸が方位軸26及
び方位軸モータ30により機械軸として、また、いわゆ
るEL軸が仰角軸14及び仰角軸モータ18によりやは
り機械軸として、それぞれ実現されている。さらに、こ
の実施例においては、アレイアンテナ12上に行列配置
されているアンテナ素子の移相によって、XEL軸が電
子的に実現されている。
In this embodiment, as described above, the azimuth axis 26 is rotated by the azimuth axis motor 30, and the elevation axis 14 is rotated by the elevation axis motor 18, respectively. Therefore,
In this embodiment, the so-called AZ axis is realized as a mechanical axis by the azimuth axis 26 and the azimuth axis motor 30, and the so-called EL axis is realized also as a mechanical axis by the elevation axis 14 and the elevation axis motor 18. Further, in this embodiment, the XEL axis is electronically realized by phase shifting of antenna elements arranged in rows and columns on the array antenna 12.

【0064】図2には、この実施例の軸構成が示されて
いる。この図に示されるように、本実施例に係る装置の
軸構成はいわゆるAZ−EL−XELマウントである。 この図に示される3つの軸、すなわちAZ軸、EL軸及
びXEL軸の内、AZ軸及びEL軸は先に述べたように
機械軸として、XEL軸は電子軸として実現されている
FIG. 2 shows the shaft configuration of this embodiment. As shown in this figure, the shaft configuration of the device according to this embodiment is a so-called AZ-EL-XEL mount. Of the three axes shown in this figure, namely the AZ axis, the EL axis, and the XEL axis, the AZ axis and the EL axis are realized as mechanical axes as described above, and the XEL axis is realized as an electronic axis.

【0065】(2)アレイアンテナ 図3には、XEL軸を電子軸として実現するアレイアン
テナ12の回路構成が示されている。
(2) Array antenna FIG. 3 shows the circuit configuration of the array antenna 12 that realizes the XEL axis as the electronic axis.

【0066】この図にも示されるように、アンテナ素子
10は、3行4列に行列配置されている。このアンテナ
素子10は、アレイアンテナ12のアンテナ基板上に電
極として被着形成されている。アンテナ基板は、通常、
絶縁物を介して背面の給電基板と積層されている。各ア
ンテナ素子10に係る回路は、この給電基板上に配置形
成される。
As shown in this figure, the antenna elements 10 are arranged in a matrix of 3 rows and 4 columns. This antenna element 10 is formed as an electrode on an antenna substrate of an array antenna 12. The antenna board is usually
It is laminated with the power supply board on the back via an insulator. A circuit related to each antenna element 10 is arranged and formed on this power feeding board.

【0067】各アンテナ素子10は、給電基板上に設け
られている回路のうち、合成器42−1、42−2及び
42−3にそれぞれ各行毎に接続されている。すなわち
、各合成器42は、自己の担当する行に係るアンテナ素
子10の信号出力を合成する。この3個の合成器42の
うち、アンテナ素子10配列の両端の行に係る合成器4
2−1及び42−3は、それぞれ移相器44−1及び4
4−3に接続されている。移相器44−1及び44−3
は、移相器駆動回路46から供給される信号により、合
成器42−1または42−3から供給される信号を移相
させる。移相器44−1、合成器42−2及び移相器4
4−3の出力は、共に合成器48に供給される。合成器
48はこれらからの信号を合成し、後述するアンテナ出
力処理部に供給する。
Each antenna element 10 is connected to combiners 42-1, 42-2, and 42-3 in each row among the circuits provided on the feeding board. That is, each combiner 42 combines the signal outputs of the antenna elements 10 related to the row that it is in charge of. Among these three combiners 42, the combiners 4 related to the rows at both ends of the antenna element 10 array
2-1 and 42-3 are phase shifters 44-1 and 4, respectively.
Connected to 4-3. Phase shifters 44-1 and 44-3
shifts the phase of the signal supplied from the synthesizer 42-1 or 42-3 using the signal supplied from the phase shifter drive circuit 46. Phase shifter 44-1, combiner 42-2, and phase shifter 4
The outputs of 4-3 are both supplied to a combiner 48. A combiner 48 combines the signals from these and supplies it to an antenna output processing section, which will be described later.

【0068】移相器駆動回路46は、移相器制御信号に
応じて移相器44−1及び44−3を駆動する回路であ
る。移相器制御信号は、このアレイアンテナ12におい
て実現すべきビーム指向特性に対応する値を有する信号
であり、移相器駆動回路46は、このビーム指向特性を
実現すべく移相器44−1及び44−3の制御を実行す
ることになる。
The phase shifter driving circuit 46 is a circuit that drives the phase shifters 44-1 and 44-3 in accordance with a phase shifter control signal. The phase shifter control signal is a signal having a value corresponding to the beam directivity characteristic to be realized in this array antenna 12, and the phase shifter drive circuit 46 controls the phase shifter 44-1 to realize this beam directivity characteristic. and 44-3.

【0069】図4には、この実施例におけるアレイアン
テナ12のビーム制御の一例がアンテナ利得特性として
示されており、表1にはこの例が移相器44−1及び4
4−3における移相量として示されている。
FIG. 4 shows an example of beam control of the array antenna 12 in this embodiment as antenna gain characteristics, and Table 1 shows this example with phase shifters 44-1 and 44-1.
It is shown as the amount of phase shift in 4-3.

【0070】[0070]

【表1】[Table 1]

【0071】図4及び表1に係る制御例は、移相器44
−1及び44−3を3ビットの移相器とした場合の例で
ある。すなわち、移相器44−1及び44−3は、移相
器駆動回路46から供給される3ビットのディジタル信
号の値に応じ、移相量が制御される移相器である。
In the control example according to FIG. 4 and Table 1, the phase shifter 44
This is an example in which -1 and 44-3 are 3-bit phase shifters. That is, the phase shifters 44-1 and 44-3 are phase shifters whose phase shift amount is controlled according to the value of a 3-bit digital signal supplied from the phase shifter drive circuit 46.

【0072】このディジタル信号、すなわち移相器駆動
回路46から移相器44−1及び44−3に供給される
信号の値は、ビーム番号と1対1に対応付けられている
The value of this digital signal, that is, the signal supplied from the phase shifter drive circuit 46 to the phase shifters 44-1 and 44-3, is in one-to-one correspondence with the beam number.

【0073】ビーム番号は、図4において示されるよう
に、アレイアンテナ12の各ビーム毎に付せられた番号
である。例えば、ビーム4は、ビームの傾きが0°の時
に利得最大となるビームであり、ビーム3及びビーム5
はこのビーム4に隣接するビームである。ビーム4を実
現しようとする場合、移相器44−1には0°を示すデ
ィジタル信号を供給し、移相器44−3にも0°を示す
ディジタル信号を供給する。また、ビーム3を実現する
ためには移相器44−1に−30°を示すディジタル信
号を供給し、移相器44−3には+30°を示すディジ
タル信号を供給する。
The beam number is a number assigned to each beam of the array antenna 12, as shown in FIG. For example, beam 4 has the maximum gain when the beam inclination is 0°, and beam 3 and beam 5
is a beam adjacent to this beam 4. When beam 4 is to be realized, a digital signal indicating 0° is supplied to the phase shifter 44-1, and a digital signal indicating 0° is also supplied to the phase shifter 44-3. Further, in order to realize beam 3, a digital signal indicating -30° is supplied to the phase shifter 44-1, and a digital signal indicating +30° is supplied to the phase shifter 44-3.

【0074】このようにして得られるビームの傾きの変
化は、図3における行の配列方向に沿った変化である。 すなわち、アンテナ素子10配列の各行毎にその出力が
合成され、両端の行については移相が施されるため、ア
ンテナ素子10の行配列方向に沿ってビームの指向特性
が変化する。この方向は、図1に示されるように、仰角
軸14の回動面と垂直な方向に設定されているため、X
EL軸が実現されることになる。
The change in the beam inclination thus obtained is a change along the row arrangement direction in FIG. That is, the outputs are combined for each row of the antenna elements 10, and the rows at both ends are phase-shifted, so that the beam directivity changes along the row arrangement direction of the antenna elements 10. As shown in FIG. 1, this direction is set perpendicular to the rotation plane of the elevation axis 14, so
The EL axis will be realized.

【0075】(3)第1実施例の回路構成次に、このよ
うな実体構成を有しアレイアンテナ12を備える本発明
の実施例について説明する。図5には、本発明の第1実
施例に係る揺動補償型アンテナ装置の全体回路構成が示
されている。
(3) Circuit Configuration of First Embodiment Next, an embodiment of the present invention having such a substantial configuration and including the array antenna 12 will be described. FIG. 5 shows the overall circuit configuration of a swing-compensated antenna device according to a first embodiment of the present invention.

【0076】この図に示されるように、本実施例は、先
に述べた構成を有するアレイアンテナ12と、アレイア
ンテナ12の機械軸である方位軸26及び仰角軸14を
駆動する機械軸駆動部50と、機械軸駆動部50にAZ
軸制御量及びEL軸制御量を供給すると共に、アレイア
ンテナ12における移相器44の移相量を示す移相器制
御量を演算する制御量演算部52と、GPS(Glob
al Positioning System )等の
システムから移動体の位置を入力し、衛星仰角及び方位
を求めて制御量演算部52に供給する方位・仰角入力部
54と、方位・仰角入力部54から緯度に係る情報を取
り込み、この情報に応じて磁気コンパス等からの方位入
力とアンテナ出力に係る方位誤差とのいずれかを選択し
、かつ制御量演算部52から供給される移相器制御量を
移相器制御信号としてアレイアンテナ12に切り替え供
給する移相器モード切替部56と、アレイアンテナ12
の合成器48からの出力を取り込み、所定の処理を施し
て受信レベル信号を出力するアンテナ出力処理部58と
、アンテナ出力処理部58からの受信レベル信号を移相
器モード切替部56からの位相切替信号で同期検波し方
位誤差を求める方位誤差検出手段60と、搭載に係る移
動体、例えば船舶の揺動を検出する揺動検出手段62と
、から構成されている。
As shown in this figure, this embodiment includes an array antenna 12 having the above-described configuration, and a mechanical axis drive unit that drives the azimuth axis 26 and the elevation axis 14, which are the mechanical axes of the array antenna 12. 50 and AZ to the mechanical shaft drive section 50.
A control amount calculation unit 52 supplies the axis control amount and the EL axis control amount and calculates a phase shifter control amount indicating the phase shift amount of the phase shifter 44 in the array antenna 12;
An azimuth/elevation angle input section 54 inputs the position of a moving object from a system such as an azimuth/elevation angle input section 54, which calculates the satellite elevation angle and azimuth and supplies the obtained satellite elevation angle and azimuth to the control amount calculation section 52. is taken in, and according to this information, either the azimuth input from a magnetic compass or the like or the azimuth error related to the antenna output is selected, and the phase shifter control amount supplied from the control amount calculating section 52 is used for phase shifter control. A phase shifter mode switching section 56 that switches and supplies signals to the array antenna 12;
An antenna output processing section 58 takes in the output from the synthesizer 48, performs predetermined processing, and outputs a received level signal; It is comprised of an azimuth error detection means 60 that performs synchronous detection using a switching signal to obtain an azimuth error, and a rocking detection means 62 that detects the rocking of a moving object, such as a ship, on which it is mounted.

【0077】以下、各部に分け説明する。[0077] Each part will be explained separately below.

【0078】(3.1)機械軸駆動部 図6には、機械軸駆動部50の回路構成が示されている
(3.1) Mechanical Shaft Drive Section FIG. 6 shows the circuit configuration of the mechanical shaft drive section 50.

【0079】この図に示される機械軸駆動部50は、方
位軸26を駆動する方位軸モータ30及び制御回路64
と、仰角軸14を駆動する抑角軸モータ18及び制御回
路66と、を備えている。また、方位軸26の角度を検
出するAZ軸角度検出手段68と、仰角軸14の角度を
検出するEL軸角度検出手段70と、が設けられ、それ
ぞれAZ軸駆動手段64及びEL軸駆動手段66に接続
されている。
The mechanical axis drive section 50 shown in this figure includes an azimuth axis motor 30 that drives the azimuth axis 26 and a control circuit 64.
, a depression axis motor 18 that drives the elevation axis 14, and a control circuit 66. Further, AZ-axis angle detection means 68 for detecting the angle of the azimuth axis 26 and EL-axis angle detection means 70 for detecting the angle of the elevation axis 14 are provided, and the AZ-axis drive means 64 and the EL-axis drive means 66 respectively. It is connected to the.

【0080】AZ軸駆動手段64及びEL軸駆動手段6
6は、それぞれ方位(AZ)軸モータ30及び仰角(E
L)軸モータ18を制御する回路であり、制御量演算部
52から供給されるAZ軸制御量及びEL軸制御量に応
じて方位軸26または仰角軸14を駆動制御する手段で
ある。
AZ axis drive means 64 and EL axis drive means 6
6 are the azimuth (AZ) axis motor 30 and the elevation angle (E
This is a circuit for controlling the L) axis motor 18, and is a means for driving and controlling the azimuth axis 26 or the elevation axis 14 in accordance with the AZ axis control amount and the EL axis control amount supplied from the control amount calculating section 52.

【0081】従って、機械軸駆動部50により、アレイ
アンテナ12に係る機械軸(AZ軸及びEL軸)が、駆
動される。なお、各部材の動作については、本願出願人
が先に提案した特願平3−40297号に開示済みであ
るのでここでは詳細を省略する。
[0081] Therefore, the mechanical axis driving section 50 drives the mechanical axes (AZ axis and EL axis) related to the array antenna 12. The operation of each member has already been disclosed in Japanese Patent Application No. 3-40297, which was previously proposed by the applicant of the present application, so the details will be omitted here.

【0082】(3.2)制御量演算部 図7には、制御量演算部52の構成が示されている。(3.2) Controlled amount calculation section FIG. 7 shows the configuration of the control amount calculation section 52.

【0083】この図に示されるように、制御量演算部5
2は、AZ軸制御量演算手段72と、EL軸制御量演算
手段74と、移相器制御量演算手段76と、を備えてい
る。AZ軸制御量演算手段72はAZ軸制御量を、EL
軸制御量演算手段74はEL軸制御量を、そして移相器
制御量演算手段76は移相器制御量を、それぞれ演算す
る手段である。
As shown in this figure, the control amount calculation section 5
2 includes an AZ-axis control amount calculation means 72, an EL-axis control amount calculation means 74, and a phase shifter control amount calculation means 76. The AZ-axis control amount calculation means 72 calculates the AZ-axis control amount as EL.
The axis control amount calculation means 74 is means for calculating the EL axis control amount, and the phase shifter control amount calculation means 76 is means for calculating the phase shifter control amount.

【0084】これらの制御量の演算は、方位・仰角入力
部54から供給される衛星仰角及び衛星方位に基づき実
行される。衛星仰角は、この実施例に係る装置が搭載さ
れる移動体、例えば船舶が存在する地点において、衛星
を仰いだ時の角度である。衛星が、赤道上に存在する静
止衛星である場合、高緯度地域においてこの衛星仰角は
小さくなり、低緯度地域では大きくなる。また、衛星方
位は、移動体を基準ととした衛星の方位、すなわち相対
方位であり、例えば経線を基準にとる絶対方位ではない
These control amount calculations are executed based on the satellite elevation angle and satellite azimuth supplied from the azimuth/elevation angle input section 54. The satellite elevation angle is the angle at which the satellite is looked up at a location where a moving body, such as a ship, on which the device according to this embodiment is mounted is located. If the satellite is a geostationary satellite located on the equator, the satellite elevation angle will be small in high latitude areas and large in low latitude areas. Further, the satellite azimuth is the azimuth of the satellite with respect to the moving body, that is, the relative azimuth, and is not the absolute azimuth, for example, based on the meridian.

【0085】さらに、AZ軸制御量演算手段72、EL
軸制御量演算手段74及び移相器制御量演算手段76は
、揺動検出手段62からロール、ピッチに係る情報を取
り込む。ここで、ロールとは装置が搭載される船舶等の
横揺れを表す成分であり、ピッチは縦揺れを表す成分で
ある。AZ軸制御量演算手段72、EL軸制御量演算手
段74及び移相器制御量演算手段76は、このロール及
びピッチに応じ、アレイアンテナ12の方位及び仰角を
制御し、さらにビーム指向特性を切り替えるべく、各制
御量の演算を行う。
Furthermore, the AZ-axis control amount calculation means 72, EL
The shaft control amount calculation means 74 and the phase shifter control amount calculation means 76 take in information regarding roll and pitch from the swing detection means 62. Here, the roll is a component representing the rolling motion of a ship or the like on which the device is mounted, and the pitch is a component representing the pitching motion. The AZ-axis control amount calculation means 72, the EL-axis control amount calculation means 74, and the phase shifter control amount calculation means 76 control the azimuth and elevation angle of the array antenna 12 according to the roll and pitch, and further switch the beam directivity characteristics. In order to achieve this, each control amount is calculated.

【0086】この制御量の演算は、追尾モード切替信号
に応じ異なったアルゴリズムにより行われる。すなわち
、AZ軸制御量演算手段72及びEL軸制御量演算手段
74は、移相器モード切替部56から追尾モード切替信
号を取り込み、AZ軸制御量及びEL軸制御量の演算ア
ルゴリズムを切り替える。追尾モード切替信号は、移動
体の存在する緯度が所定の緯度の以上であるか否かによ
って値を異にする信号である。すなわち、AZ軸制御量
演算手段72及びEL軸制御量演算手段74は、緯度に
応じて異なったアルゴリズムで制御量を演算することに
なる。
The calculation of this control amount is performed using different algorithms depending on the tracking mode switching signal. That is, the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74 take in the tracking mode switching signal from the phase shifter mode switching section 56 and switch the calculation algorithm of the AZ-axis control amount and the EL-axis control amount. The tracking mode switching signal is a signal that changes in value depending on whether the latitude where the moving body exists is greater than or equal to a predetermined latitude. That is, the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74 calculate the control amount using different algorithms depending on the latitude.

【0087】(3.2.1)制御量演算アルゴリズム次
に、このような構成を有する制御量演算部52における
制御量の演算アルゴリズムについて説明する。
(3.2.1) Controlled Variable Calculation Algorithm Next, the controlled variable calculation algorithm in the controlled variable calculating section 52 having such a configuration will be explained.

【0088】図8には、直交座標系と極座標系との関係
が示されている。
FIG. 8 shows the relationship between the orthogonal coordinate system and the polar coordinate system.

【0089】この実施例において装置が搭載される移動
体を船舶と仮定すると、当該装置に係る直交座標系は、
船首方向をX軸の正方向、天頂方向をZ軸の正方向とす
る右手座標系として設定することができる。このように
直交座標系に係るX、Y及びZ軸を設定すると、この座
標系を極座標系に変換した場合におけるφが衛星の相対
方位を、θが90°−衛星仰角を、それぞれ表すことに
なる。この場合、衛星までの距離は問題とならないため
、次の式(1)に基づき両座標系間の変換が可能である
In this example, assuming that the moving body on which the device is mounted is a ship, the orthogonal coordinate system for the device is:
It can be set as a right-handed coordinate system in which the bow direction is the positive direction of the X-axis and the zenith direction is the positive direction of the Z-axis. When the X, Y, and Z axes of the orthogonal coordinate system are set in this way, when this coordinate system is converted to a polar coordinate system, φ represents the relative orientation of the satellite, and θ represents the 90° - satellite elevation angle, respectively. Become. In this case, since the distance to the satellite does not matter, conversion between the two coordinate systems is possible based on the following equation (1).

【0090】[0090]

【数1】[Math 1]

【0091】図9には、図8に示されるような極座標系
についてロール、ピッチが生じた場合のAZ−ELマウ
ントに係る極座標系が示されている。すなわち、座標変
換の内容が図示されている。
FIG. 9 shows a polar coordinate system related to the AZ-EL mount when roll and pitch occur in the polar coordinate system as shown in FIG. That is, the contents of the coordinate transformation are illustrated.

【0092】この座標変換においては、ロールに係る変
換と、ピッチに係る変換と、を分けて考えている。すな
わち、横揺れに係るロール角rと、縦揺れに係るピッチ
角pと、をそれぞれ分離して考えている。
In this coordinate transformation, the transformation related to roll and the transformation related to pitch are considered separately. That is, the roll angle r related to the rolling motion and the pitch angle p related to the pitching motion are considered separately.

【0093】すなわち、図8に示される極座標系におい
て、Y軸を中心にピッチ角pだけ座標を回転させ、次に
、回転後のX軸であるX(1)を中心にロール角rだけ
座標を回転させる。すると、Z軸はまずピッチ角pによ
りZ(1)に移り、次にロール角rによりZ(2)に移
る。
That is, in the polar coordinate system shown in FIG. 8, the coordinates are rotated by pitch angle p around the Y axis, and then the coordinates are rotated by roll angle r around X(1), which is the rotated X axis. Rotate. Then, the Z axis first shifts to Z(1) due to the pitch angle p, and then shifts to Z(2) due to the roll angle r.

【0094】このような変換は、次の式(2)に示され
るような直交マトリックスによる直交変換である。
Such a transformation is an orthogonal transformation using an orthogonal matrix as shown in the following equation (2).

【0095】[0095]

【数2】[Math 2]

【0096】なお、以降の説明の便宜のため、衛星Sの
直交座標系における位置を(x,y,z)と表し、座標
変換後の極座標系をさらに直交座標系に変換した場合に
おける位置を(x2,y2,z2)で表すことにする。 さらに、座標変換後の極座標系におけるφをφc と表
し、θをηと表すことにする。
For the convenience of the following explanation, the position of the satellite S in the orthogonal coordinate system will be expressed as (x, y, z), and the position when the polar coordinate system after coordinate conversion is further converted to the orthogonal coordinate system will be expressed as (x, y, z). Let it be expressed as (x2, y2, z2). Further, φ in the polar coordinate system after coordinate transformation will be expressed as φc, and θ will be expressed as η.

【0097】(3.2.2)高緯度地域における制御量
演算アルゴリズム ここではまず、高緯度地域における制御量演算アルゴリ
ズムについて説明する。
(3.2.2) Algorithm for calculating the control amount in high latitude areas First, the algorithm for calculating the control amount in high latitude areas will be explained.

【0098】ここにいう高緯度地域とは、装置を搭載す
る移動体(船舶)の存在する位置が所定の緯度以上にあ
る場合の、当該位置の属する地域を指している。すなわ
ち、後述する移相器モード切替部56により現在の緯度
が所定の緯度以上であるとされた場合であり、制御量モ
ード切替信号が所定の値をとることによりこのアルゴリ
ズムに基づく動作が開始される。
[0098] The term "high latitude area" as used herein refers to an area to which a moving body (ship) carrying the device is located if the position is above a predetermined latitude. That is, this is a case where the current latitude is determined to be equal to or higher than a predetermined latitude by the phase shifter mode switching unit 56, which will be described later, and the operation based on this algorithm is started when the control amount mode switching signal takes a predetermined value. Ru.

【0099】この場合、制御量演算に係る基本方程式は
、式(3)のようになる。
In this case, the basic equation related to the control amount calculation is as shown in equation (3).

【0100】[0100]

【数3】[Math 3]

【0101】この式(3)は、x,y,zにより表され
る直交座標系に、ピッチ及びロールに係る直交変換を施
した後に、方位軸26に係る制御角φc 及び仰角軸1
4に係る制御角ηにより更に直交変換を行って、揺動補
償を行うことを示す式である。すなわち、この式(3)
は、AZ−ELマウントに係る基本計算式である。
[0101] This equation (3) calculates the control angle φc related to the azimuth axis 26 and the elevation axis 1 after performing orthogonal transformation related to pitch and roll to the orthogonal coordinate system represented by
This is an equation showing that the swing compensation is performed by further performing orthogonal transformation using the control angle η according to 4. That is, this formula (3)
is the basic calculation formula related to AZ-EL mount.

【0102】この式(3)を変形し、方位軸制御角φc
 及び仰角軸制御角ηに係る直交マトリックスをさらに
移すと、次の式(4)のようになる。
[0102] By transforming this equation (3), the azimuth axis control angle φc
When the orthogonal matrix related to the angle η and the elevation axis control angle η is further shifted, the following equation (4) is obtained.

【0103】[0103]

【数4】[Math 4]

【0104】この式の左辺は、前述の式(2)を用い、
順次変換していくことができる。すなわち、方位軸制御
角φc に係るマトリックスは、Z軸に係るマトリック
スであるため、式(2)において最下に示されているマ
トリックスを用いることができ、仰角軸制御角ηに係る
直交マトリックスは中央の直交マトリックスを用いるこ
とができる。従って、このことに基づき式(4)の左辺
を変形すると、次の式(5)に表されるように三次元の
ベクトルが得られる。
[0104] The left side of this equation uses the above equation (2),
It can be converted sequentially. That is, since the matrix related to the azimuth axis control angle φc is a matrix related to the Z axis, the matrix shown at the bottom in equation (2) can be used, and the orthogonal matrix related to the elevation axis control angle η is A central orthogonal matrix can be used. Therefore, when the left side of equation (4) is modified based on this, a three-dimensional vector is obtained as expressed in equation (5) below.

【0105】[0105]

【数5】[Math 5]

【0106】このベクトルは、当然のことながら、方位
軸制御角φc 及び仰角軸制御角ηのみを含むベクトル
となる。
Naturally, this vector includes only the azimuth axis control angle φc and the elevation axis control angle η.

【0107】同様にして、式(4)の右辺を変形すると
、次のようになる。
Similarly, when the right side of equation (4) is transformed, it becomes as follows.

【0108】[0108]

【数6】[Math 6]

【0109】この式(6)により、ピッチ角p及びロー
ル角rによる座標変換後の衛星Sの直交座標が、三次元
ベクトルとして求められることとなる。
Using this equation (6), the orthogonal coordinates of the satellite S after coordinate transformation using the pitch angle p and the roll angle r can be determined as a three-dimensional vector.

【0110】このようにして得られる式(5)及び(6
)において、z(2)に着目すると、仰角軸制御角ηが
つぎの式(7)で表されることがわかる。
Equations (5) and (6) thus obtained
), paying attention to z(2), it can be seen that the elevation axis control angle η is expressed by the following equation (7).

【0111】[0111]

【数7】[Math 7]

【0112】また、x(2)及びy(2)に着目すると
、次のように方位軸制御角が表されることがわかる。
[0112] Also, if we pay attention to x(2) and y(2), we can see that the azimuth axis control angle is expressed as follows.

【0113】[0113]

【数8】[Math. 8]

【0114】従って、方位・仰角入力部54により得ら
れる緯度が所定の緯度以上となり、これに応じ追尾モー
ド切替信号の値が高緯度地域である旨を示す値となった
場合には、制御量演算部52が、式(7)及び(8)に
基づき演算を行えば良いことが判る。すなわち、前述の
AZ軸制御量演算手段72は、高緯度地域においては式
(8)に基づきAZ制御量を演算し、EL軸制御量演算
手段74は式(7)に基づきEL軸制御量を演算する。
[0114] Therefore, when the latitude obtained by the azimuth/elevation angle input section 54 is equal to or higher than a predetermined latitude, and the value of the tracking mode switching signal accordingly becomes a value indicating a high latitude area, the control amount calculation is performed. It can be seen that the unit 52 may perform calculations based on equations (7) and (8). That is, the aforementioned AZ-axis control amount calculation means 72 calculates the AZ-axis control amount based on equation (8) in high latitude areas, and the EL-axis control amount calculation means 74 calculates the EL-axis control amount based on equation (7). do.

【0115】このようにして求められたAZ軸制御量及
びEL軸制御量により、機械軸駆動部50が駆動され、
アンテナ12に係る揺動が補償されることになる。この
とき、移相器制御量演算手段76により、衛星の追尾が
実行されることになる。
[0115] The mechanical axis drive unit 50 is driven by the AZ-axis control amount and EL-axis control amount obtained in this way.
Swings related to the antenna 12 will be compensated for. At this time, the phase shifter control amount calculation means 76 executes tracking of the satellite.

【0116】(3.2.3)低緯度地域における制御量
演算アルゴリズム 次に、方位・仰角入力部54によって得られる緯度が所
定の緯度未満である場合、すなわち低緯度地域における
制御量演算部52の制御量演算アルゴリズムについて説
明する。
(3.2.3) Controlled amount calculation algorithm in low latitude regions Next, when the latitude obtained by the azimuth/elevation angle input section 54 is less than a predetermined latitude, that is, the controlled amount calculation section 52 in low latitude regions The control amount calculation algorithm will be explained.

【0117】この場合、基本計算式は、次の式(9)の
ようになる。
In this case, the basic calculation formula is as shown in the following formula (9).

【0118】[0118]

【数9】[Math. 9]

【0119】すなわち、この基本計算式は、直交座標に
ピッチ角p及びロール角rによる直交変換を行い、さら
に方位軸制御角φc 、仰角軸制御角η及びXEL軸制
御角ξによる直交変換を実施して、揺動補償をしようと
するものである。すなわち、本実施例においては、低緯
度地域においてはAZ−EL−XELマウントにより、
揺動補償が行われることになる。
That is, this basic calculation formula performs orthogonal transformation on the orthogonal coordinates using the pitch angle p and roll angle r, and then performs orthogonal transformation using the azimuth axis control angle φc, the elevation axis control angle η, and the XEL axis control angle ξ. This is an attempt to compensate for the fluctuation. That is, in this example, in low latitude areas, the AZ-EL-XEL mount allows
Swing compensation will be performed.

【0120】ここで、計算を簡略化するため、方位軸制
御角φc について次の式(10)に係る仮定をおくこ
とする。
[0120] Here, in order to simplify the calculation, an assumption is made regarding the azimuth axis control angle φc according to the following equation (10).

【0121】[0121]

【数10】[Math. 10]

【0122】すなわち、方位軸制御角φc に衛星の相
対方位φを設定する。AZ軸制御量演算手段72は、A
Z軸制御量として、方位・仰角入力部から供給される衛
星方位(相対)を表す量を出力する。これにより、方位
軸26が衛星の相対方位だけ回転することになる。
That is, the relative azimuth φ of the satellite is set to the azimuth axis control angle φc. The AZ-axis control amount calculation means 72
As the Z-axis control amount, an amount representing the satellite azimuth (relative) supplied from the azimuth/elevation angle input section is output. This causes the azimuth axis 26 to rotate by the relative azimuth of the satellite.

【0123】但し、本発明においては、このような仮定
に限られるものではない。すなわち、方位軸制御角φc
 を、他の仮定に従い設定するようにしても良い。
However, the present invention is not limited to such an assumption. That is, the azimuth axis control angle φc
may be set according to other assumptions.

【0124】このような式(10)の仮定の下、式(9
)を変形すると、次の式(11)のようになる。
Under the assumption of such equation (10), equation (9
) is transformed into the following equation (11).

【0125】[0125]

【数11】[Math. 11]

【0126】すなわち、式(9)における直交マトリッ
クスのうち、仰角軸制御角η及びXEL軸制御角ξに係
る直交マトリックスのみを左辺に移す。
That is, among the orthogonal matrices in equation (9), only the orthogonal matrices related to the elevation axis control angle η and the XEL axis control angle ξ are moved to the left side.

【0127】式(11)の左辺において、仰角軸制御角
η及びXEL軸制御角ξに係る直交マトリックスは、式
(2)のY軸に係る直交マトリックスを用いて表すこと
ができ、このようにして表わされた式(11)の左辺を
変形すると、次のようになる。
[0127] On the left side of equation (11), the orthogonal matrix relating to the elevation axis control angle η and the XEL axis control angle ξ can be expressed using the orthogonal matrix relating to the Y axis of equation (2). When the left side of equation (11) expressed as is transformed, it becomes as follows.

【0128】[0128]

【数12】[Math. 12]

【0129】すなわち、式(11)の左辺は、仰角軸制
御角η及びXEL軸制御角ξのみで表される。
That is, the left side of equation (11) is expressed only by the elevation axis control angle η and the XEL axis control angle ξ.

【0130】次に、式(11)の右辺について同様の第
2及び変形を実施すると、式(13)のようになる。
Next, when the right side of equation (11) is subjected to a second and similar modification, equation (13) is obtained.

【0131】[0131]

【数13】[Math. 13]

【0132】この場合、ピッチ角p、ロール角r及び衛
星の相対方位φによる直交変換で得られた衛星の直交座
標の各成分のうち、y(3)に着目すると、式(12)
及び式(13)の変形により、次の式(14)が得られ
る。
In this case, focusing on y(3) among the components of the orthogonal coordinates of the satellite obtained by orthogonal transformation using the pitch angle p, roll angle r, and relative orientation φ of the satellite, Equation (12)
By deforming equation (13), the following equation (14) is obtained.

【0133】[0133]

【数14】[Math. 14]

【0134】すなわち、XEL軸制御角は、直交変換後
の衛星のY座標y(3)により求められる。
That is, the XEL axis control angle is determined by the Y coordinate y(3) of the satellite after orthogonal transformation.

【0135】同様にして、直交変換後の衛星のx座標及
びz座標であるx(3)及びz(3)に着目すると、仰
角軸制御角ηは次のように表される。
Similarly, focusing on x(3) and z(3), which are the x and z coordinates of the satellite after orthogonal transformation, the elevation axis control angle η is expressed as follows.

【0136】[0136]

【数15】[Math. 15]

【0137】従って、この実施例においては、装置の搭
載に係る移動体(船舶)が低緯度地域にある場合には、
EL軸制御量演算手段74が式(15)に基づき仰角軸
制御角たるEL軸制御量を求め、機械軸駆動部50に供
給する。
[0137] Therefore, in this embodiment, if the moving body (ship) on which the device is installed is located in a low latitude area,
The EL axis control amount calculation means 74 calculates the EL axis control amount, which is the elevation axis control angle, based on equation (15) and supplies it to the mechanical axis drive section 50.

【0138】また、移相器制御量演算手段76が、式(
14)に基づき、XEL軸制御角ξたる移相器制御量を
求め、移相器モード切替部56に供給することになる。
[0138] Furthermore, the phase shifter control amount calculation means 76 calculates the equation (
14), the phase shifter control amount, which is the XEL axis control angle ξ, is determined and supplied to the phase shifter mode switching unit 56.

【0139】このようにすると、衛星が天頂方向に近い
場合にも、誤差を発生させることなく好適に揺動(ロー
ル及びピッチ)を補償することができる。
[0139] In this way, even when the satellite is close to the zenith direction, it is possible to suitably compensate for the rocking (roll and pitch) without causing any errors.

【0140】(3.3)方位・仰角入力部図10には、
制御量演算部52に衛星仰角及び方位に係る情報を供給
する方位・仰角入力部54の構成が示されている。
(3.3) Azimuth/elevation angle input section In Fig. 10,
The configuration of an azimuth/elevation angle input section 54 that supplies information regarding the satellite elevation angle and azimuth to the control amount calculation section 52 is shown.

【0141】この方位・仰角入力部54は、GPS等の
航法装置から移動体の位置を入力し格納する手段を有し
ている。すなわち、この方位・仰角入力部54において
は、緯度レジスタ78と、経度レジスタ80と、が用い
られている。緯度レジスタ78は、GPS等から供給さ
れる情報のうち緯度を格納する。同様に、経度レジスタ
80は経度を格納する。緯度レジスタ78に格納されて
いる緯度は、後述する構成を有する移相器モード切替部
56に供給される。
[0141] The azimuth/elevation angle input unit 54 has means for inputting and storing the position of a moving object from a navigation device such as a GPS. That is, in this azimuth/elevation angle input section 54, a latitude register 78 and a longitude register 80 are used. The latitude register 78 stores latitude among information supplied from a GPS or the like. Similarly, longitude register 80 stores longitude. The latitude stored in the latitude register 78 is supplied to a phase shifter mode switching unit 56 having a configuration described later.

【0142】方位・仰角入力部54においては、緯度レ
ジスタ78及び経度レジスタ80から緯度及び経度を取
り込んで衛星の仰角及び絶対方位を演算する衛星方位仰
角演算手段82が設けられている。すなわち、衛星の位
置が既知であれば、この位置と、緯度及び経度と、を用
いて衛星の仰角及び絶対方位を求めることができる。こ
こに、絶対方位とは、経線を基準とした衛星の方位であ
る。
The azimuth/elevation angle input section 54 is provided with a satellite azimuth/elevation angle calculating means 82 for taking in the latitude and longitude from the latitude register 78 and the longitude register 80 and calculating the elevation angle and absolute azimuth of the satellite. That is, if the position of the satellite is known, the elevation angle and absolute azimuth of the satellite can be determined using this position, latitude, and longitude. Here, the absolute azimuth is the azimuth of the satellite with respect to the meridian.

【0143】衛星方位仰角演算手段82によって求めら
れた衛星仰角は、衛星仰角レジスタ84に供給される。 衛星仰角レジスタ84は、衛星方位仰角演算手段82か
ら供給される衛星仰角を一時記憶し、制御量演算部52
に供給する。なお、この衛星仰角レジスタ84について
は、図示しないステップトラック回路よりステップトラ
ックが実行される。このステップトラックにより、アレ
イアンテナ12の方位・仰角及びビーム指向特性が切り
替えられ、アンテナ出力処理部58における受信レベル
が良好となるよう装置の動作が調整される。ステップト
ラック回路の構成については、本願出願人の先出願に係
る特願平2−240413号等に示されている。
The satellite elevation angle determined by the satellite azimuth/elevation angle calculating means 82 is supplied to a satellite elevation angle register 84 . The satellite elevation angle register 84 temporarily stores the satellite elevation angle supplied from the satellite azimuth and elevation angle calculation means 82, and
supply to. Note that step tracking is executed for this satellite elevation angle register 84 by a step tracking circuit (not shown). By this step track, the azimuth/elevation angle and beam directivity characteristics of the array antenna 12 are switched, and the operation of the apparatus is adjusted so that the reception level at the antenna output processing section 58 is improved. The structure of the step track circuit is shown in Japanese Patent Application No. 2-240413 filed earlier by the applicant of the present application.

【0144】一方、この方位・仰角入力部54において
は、移動体方位レジスタ86及び衛星方位レジスタ88
が設けられている。移動体方位レジスタ86は、搭載に
係る移動体の方位を格納するレジスタである。すなわち
、低緯度地域においては磁気コンパス等の入力が、高緯
度地域においては方位誤差検出手段60によって得られ
る方位誤差が、移相器モード切替部56により後述のよ
うに選択され、方位・仰角入力部54に供給される。 この方位誤差またはコンパス入力は、移動体方位レジス
タ86に前置された加算器90に入力される。この加算
器90は、移動体方位レジスタ86に格納されている移
動体方位と、移相器モード切替部56から供給される方
位誤差またはコンパス入力と、を加算し、加算の結果に
より移動体方位レジスタ86の内容を更新する。
On the other hand, in this azimuth/elevation angle input section 54, the moving body azimuth register 86 and the satellite azimuth register 88
is provided. The mobile object orientation register 86 is a register that stores the orientation of the mobile object related to mounting. That is, the input from a magnetic compass or the like in low latitude areas, and the azimuth error obtained by the azimuth error detection means 60 in high latitude areas, are selected by the phase shifter mode switching unit 56 as described later, and the azimuth/elevation input unit 54. This heading error or compass input is input to an adder 90 preceding the mobile heading register 86. This adder 90 adds the moving object azimuth stored in the moving object azimuth register 86 and the azimuth error or compass input supplied from the phase shifter mode switching section 56, and determines the moving object azimuth based on the addition result. The contents of register 86 are updated.

【0145】移動体方位レジスタ86の後段には、加算
器92が設けられている。この加算器92には、移動体
方位レジスタ86の内容の他、衛星方位仰角演算手段8
2によって求められる衛星の絶対方位が入力される。こ
の加算器92は、衛星方位仰角演算手段82によって求
められた衛星の絶対方位から移動体方位レジスタ86の
内容すなわち移動体方位を減算し、衛星の相対方位を求
める。加算器92によって求められた衛星の相対方位は
、衛星方位レジスタ88に格納され、さらに制御量演算
部52に供給される。従って、この実施例に係る方位・
仰角入力部54においては、GPS等によって得られる
緯度及び経度により、衛星仰角及び衛星の相対方位が求
められ、さらに移相器モード切替部56から供給される
方位誤差またはコンパス入力により移動体方位の修正を
通じて衛星の相対方位が修正されることとなる。
[0145] An adder 92 is provided downstream of the moving body orientation register 86. This adder 92 contains, in addition to the contents of the mobile object azimuth register 86, the satellite azimuth and elevation calculation means 8.
The absolute azimuth of the satellite determined by 2 is input. This adder 92 subtracts the contents of the mobile object azimuth register 86, that is, the mobile object azimuth, from the absolute azimuth of the satellite determined by the satellite azimuth/elevation angle calculation means 82 to obtain the relative azimuth of the satellite. The relative orientation of the satellite determined by the adder 92 is stored in the satellite orientation register 88 and further supplied to the control amount calculation unit 52. Therefore, the direction and
In the elevation angle input section 54, the satellite elevation angle and the relative azimuth of the satellite are obtained from the latitude and longitude obtained by GPS, etc., and the moving object direction is determined based on the azimuth error or compass input supplied from the phase shifter mode switching section 56. Through the correction, the relative orientation of the satellite will be corrected.

【0146】なお、移動体方位レジスタ86にも、衛星
仰角レジスタ84と同様に、ステップトラックが行われ
る。
Note that step tracking is performed on the moving body azimuth register 86 as well as in the satellite elevation angle register 84.

【0147】(3.4)移相器モード切替部図11には
、この実施例における移相器モード切替部56の回路構
成が示されている。
(3.4) Phase shifter mode switching unit FIG. 11 shows the circuit configuration of the phase shifter mode switching unit 56 in this embodiment.

【0148】移相器モード切替部56は、方位・仰角入
力部54の衛星緯度レジスタ78から緯度を取り込み、
この緯度に基づきしきい値判定を実行して追尾モードを
決定し動作を切り替える回路である。
The phase shifter mode switching unit 56 takes in the latitude from the satellite latitude register 78 of the azimuth/elevation angle input unit 54,
This circuit executes threshold judgment based on this latitude, determines the tracking mode, and switches the operation.

【0149】このような切替を実現すべく、移相器モー
ド切替部56は、追尾モード決定手段94を有している
。この追尾モード決定手段94は、緯度レジスタ78に
格納されている緯度情報に基づき追尾モードを決定する
。すなわち、この緯度が所定の値以上である場合には、
高緯度地域である旨を示す値を有する追尾モード切替信
号を生成し出力する。逆に、この所定値未満である場合
には、低緯度地域である旨を示す値を有する追尾モード
切替信号を出力する。かかる判定に係るしきい値は、磁
気コンパスの精度、ビームの幅等に応じ、経験的に設定
すればよい。例えば、30°に設定可能である。 この追尾モード切替信号は、前述したように制御量演算
部52に供給され、AZ軸制御量演算手段72及びEL
軸制御量演算手段74における制御量演算アルゴリズム
を切り替える。すなわち、高緯度地域である旨の追尾モ
ード切替信号の場合には制御量演算部52においてAZ
−ELマウントにより、低緯度地域である旨を示す場合
にはAZ−EL−XELマウントにより、揺動補償に係
る演算が行われる。
[0149] In order to realize such switching, the phase shifter mode switching section 56 has a tracking mode determining means 94. The tracking mode determining means 94 determines the tracking mode based on the latitude information stored in the latitude register 78. That is, if this latitude is greater than or equal to a predetermined value,
A tracking mode switching signal having a value indicating a high latitude area is generated and output. Conversely, if it is less than this predetermined value, a tracking mode switching signal having a value indicating that the area is in a low latitude area is output. The threshold value for such determination may be set empirically depending on the accuracy of the magnetic compass, the width of the beam, and the like. For example, it can be set to 30°. This tracking mode switching signal is supplied to the control amount calculation unit 52 as described above, and is sent to the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL
The control amount calculation algorithm in the axis control amount calculation means 74 is switched. That is, in the case of a tracking mode switching signal indicating that the area is in a high latitude area, the control amount calculation unit 52 selects AZ
- When the EL mount indicates that the area is in a low latitude area, the AZ-EL-XEL mount performs calculations related to vibration compensation.

【0150】追尾モード決定手段94の出力たる追尾モ
ード切替信号は、制御量演算部52の他、追尾モード切
替スイッチ96及び98に供給されている。2個の追尾
モード切替スイッチ96及び98のうち、追尾モード切
替スイッチ96は、磁気コンパス等の装置から方位入力
を取り込む。この方位入力は、装置の搭載に係る移動体
(船舶)の方位の変化を示す情報である。この実施例の
場合、追尾モード決定手段94から供給される追尾モー
ド切替信号により追尾モード切替スイッチ96が制御さ
れ、追尾モード切替信号が低緯度地域を示す値である場
合には磁気コンパス等からの方位入力が追尾モード切替
スイッチ96から出力されるよう、当該スイッチ96が
切り替えられる。追尾モード切替スイッチ96の出力は
、方位・仰角入力部54に供給され、加算器90による
移動体方位レジスタ86の内容の更新に用いられる。
The tracking mode switching signal output from the tracking mode determining means 94 is supplied to the control amount calculation unit 52 as well as tracking mode changeover switches 96 and 98. Of the two tracking mode changeover switches 96 and 98, the tracking mode changeover switch 96 takes in an azimuth input from a device such as a magnetic compass. This azimuth input is information indicating a change in the azimuth of the moving object (ship) on which the device is mounted. In the case of this embodiment, the tracking mode switch 96 is controlled by the tracking mode switching signal supplied from the tracking mode determining means 94, and when the tracking mode switching signal has a value indicating a low latitude area, the tracking mode switching signal from a magnetic compass or the like is controlled. The switch 96 is switched so that the direction input is output from the tracking mode changeover switch 96. The output of the tracking mode changeover switch 96 is supplied to the azimuth/elevation angle input section 54 and is used by the adder 90 to update the contents of the mobile object azimuth register 86.

【0151】一方、追尾モード切替スイッチ98は、制
御量演算部52の移相器制御量演算手段76によって求
められる移相器制御量を取り込み、移相器制御信号をア
レイアンテナ12の移相器駆動回路46に供給するスイ
ッチである。このスイッチ98は、追尾モード切替信号
によって制御される。すなわち、追尾モード切替信号が
低緯度地域を示す値である場合には、追尾モード切替ス
イッチ98が移相器制御量演算手段76側に切り替えら
れ、この結果、移相器制御量が移相器制御信号としてア
レイアンテナ12に供給されることになる。
On the other hand, the tracking mode changeover switch 98 takes in the phase shifter control amount obtained by the phase shifter control amount calculation means 76 of the control amount calculation section 52, and transmits the phase shifter control signal to the phase shifter of the array antenna 12. This is a switch that supplies power to the drive circuit 46. This switch 98 is controlled by a tracking mode switching signal. That is, when the tracking mode switching signal has a value indicating a low latitude area, the tracking mode switching switch 98 is switched to the phase shifter control amount calculation means 76 side, and as a result, the phase shifter control amount is changed to the phase shifter control amount. This will be supplied to the array antenna 12 as a control signal.

【0152】一方、この実施例に係る移相器モード切替
部56は、位相切替信号発生手段100を備えている。 位相切替信号発生手段100は、例えば方形波の波形を
有する位相切替信号を発生させる手段である。位相切替
信号は、追尾モード切替スイッチ98に供給され、追尾
モード切替信号が高緯度地域である旨を示す値である場
合にはこのスイッチ98を経てアレイアンテナ12に移
相器信号として供給される。すなわち、スイッチ98は
、追尾モード切替信号が高緯度地域を示す値である場合
に位相切替信号発生手段100側に切り替えられる。
On the other hand, the phase shifter mode switching section 56 according to this embodiment includes phase switching signal generating means 100. The phase switching signal generating means 100 is a means for generating a phase switching signal having a square wave waveform, for example. The phase switching signal is supplied to a tracking mode changeover switch 98, and when the tracking mode changeover signal has a value indicating a high latitude area, it is supplied to the array antenna 12 via this switch 98 as a phase shifter signal. That is, the switch 98 is switched to the phase switching signal generation means 100 side when the tracking mode switching signal has a value indicating a high latitude area.

【0153】位相切替信号が、追尾モード切替スイッチ
98を介してアレイアンテナ12の移相器駆動回路46
に供給されると、移相器44−1及び44−3の制御に
よりビームが切り替えられる。例えば、追尾モード切替
前のビームがビーム4であった場合には、これに隣接す
るビーム3またはビーム5との間でビームが交番する。 例えば、位相切替信号が方形波信号である場合には当該
方形波信号の半周期毎にビーム3とビーム4が交番的に
現われ、また例えば、位相切替信号が3値の階段波形で
ある場合にはビーム3、4及び5が各段毎に現われる。
The phase switching signal is sent to the phase shifter drive circuit 46 of the array antenna 12 via the tracking mode changeover switch 98.
, the beams are switched by controlling the phase shifters 44-1 and 44-3. For example, if the beam before switching to the tracking mode is beam 4, the beam alternates with the adjacent beam 3 or beam 5. For example, when the phase switching signal is a square wave signal, beam 3 and beam 4 appear alternately every half period of the square wave signal, and for example, when the phase switching signal is a ternary staircase waveform, Beams 3, 4 and 5 appear at each stage.

【0154】位相切替信号が追尾モード切替スイッチ9
8を介してアンテナ12に供給され、その結果ビームが
交番的に切り替えられると、当該アレイアンテナ12か
ら得られる信号のレベルが切替に同期して変化する。後
述するように、アンテナ出力処理部58がアレイアンテ
ナ12の受信信号を取り込み、この受信信号のレベルに
応じた値を有する信号、すなわち受信レベル信号を出力
する。位相切替信号は、この受信レベル信号を同期検波
すべく、方位誤差検出手段60に供給され、その結果得
られる方位誤差が追尾モード切替スイッチ96に供給さ
れる。すなわち、受信レベル信号を位相切替信号により
同期検波してやれば、ビームの切替によって得られる受
信レベル差に係る情報が得られ、この情報が、方位誤差
として追尾モード切替スイッチ96に供給される。
[0154] The phase switching signal is the tracking mode switching switch 9.
8 to the antenna 12, so that when the beams are alternately switched, the level of the signal obtained from the array antenna 12 changes in synchronization with the switching. As will be described later, the antenna output processing unit 58 takes in the received signal of the array antenna 12 and outputs a signal having a value corresponding to the level of the received signal, that is, a received level signal. The phase switching signal is supplied to the azimuth error detection means 60 to synchronously detect this received level signal, and the resulting azimuth error is supplied to the tracking mode changeover switch 96. That is, if the received level signal is synchronously detected using the phase switching signal, information regarding the received level difference obtained by beam switching is obtained, and this information is supplied to the tracking mode changeover switch 96 as the azimuth error.

【0155】追尾モード切替スイッチ96は、前述のよ
うに追尾モード切替信号の値に応じて切り替えられるス
イッチであり、追尾モード切替信号が高緯度地域を示す
値である場合には方位誤差検出手段60側に切り替えら
れる。この場合、追尾モード切替スイッチ96を介して
方位・仰角入力部54に供給される情報は、同期検波に
よって得られる方位誤差である。従って、高緯度地域の
場合には、方位・仰角入力部54における移動体方位の
更新が方位誤差検出手段60によって得られる方位誤差
によって行われることになり、これに応じ、制御量演算
部52の移相器制御量演算手段76はアレイアンテナ1
2により最も高い受信レベルが得られるよう移相器制御
量を演算することになる。すなわち、移相器制御量演算
手段78により衛星の追尾に係る演算が実行され、アレ
イアンテナ12がこれに応じて動作する。
The tracking mode changeover switch 96 is a switch that is switched according to the value of the tracking mode changeover signal as described above, and when the tracking mode changeover signal has a value indicating a high latitude area, the direction error detection means 60 side can be switched to In this case, the information supplied to the azimuth/elevation angle input section 54 via the tracking mode changeover switch 96 is the azimuth error obtained by synchronous detection. Therefore, in the case of a high latitude region, the moving body direction in the direction/elevation angle input section 54 is updated based on the direction error obtained by the direction error detection means 60, and accordingly, the control amount calculation section 52 is moved. The phaser control amount calculation means 76 is the array antenna 1
2, the phase shifter control amount is calculated so that the highest reception level can be obtained. That is, the phase shifter control amount calculation means 78 executes calculations related to satellite tracking, and the array antenna 12 operates accordingly.

【0156】なお、この時、移相器制御量演算手段76
によって得られる移相器制御量が移相器制御信号として
アレイアンテナ12に供給される必要がある。このため
、追尾モード切替スイッチ98は、追尾モード決定手段
94から出力される追尾モード切替信号の値が低緯度地
域を示す値から高緯度地域を示す値に変化して一定時間
の経過後に、移相器制御量演算手段78側に切り替えら
れる。
[0156] At this time, the phase shifter control amount calculation means 76
The phase shifter control amount obtained by the above must be supplied to the array antenna 12 as a phase shifter control signal. Therefore, the tracking mode changeover switch 98 performs a phase shift after a certain period of time has elapsed since the value of the tracking mode changeover signal output from the tracking mode determining means 94 changes from a value indicating a low latitude area to a value indicating a high latitude area. device control amount calculation means 78 side.

【0157】(3.5)アンテナ出力処理部図12には
、この実施例において用いられるアンテナ出力処理部5
8の構成が示されている。
(3.5) Antenna output processing unit FIG. 12 shows the antenna output processing unit 5 used in this embodiment.
8 configurations are shown.

【0158】この図に示されるアンテナ出力処理部58
は、受信機102及び受信レベル信号発生手段104を
有している。すなわち、その基本的構成は、本願出願人
が先に提案した特願平3−40297号に第1実施例の
構成部材として記載されているアンテナ出力処理部とほ
ぼ同様である。従って、ここではその詳細な動作は説明
しない。また、この図においては、特願平3−4029
7号と異なりステップトラック制御回路が省略されてい
る。ステップトラック制御回路は、衛星仰角レジスタ8
4及び移動体方位レジスタ86にステップトラック角を
供給するものである。その基本的構成については、例え
ば特願平2−175014号、特願平2−240413
号等の本願出願人の先提案に開示済であるので、ここで
は省略する。
[0158] Antenna output processing section 58 shown in this figure
has a receiver 102 and reception level signal generation means 104. That is, its basic configuration is almost the same as the antenna output processing section described as a component of the first embodiment in Japanese Patent Application No. 3-40297, which was previously proposed by the applicant of the present application. Therefore, its detailed operation will not be explained here. In addition, in this figure, Japanese Patent Application No. 3-4029
Unlike No. 7, the step track control circuit is omitted. The step track control circuit has a satellite elevation angle register 8.
4 and a moving object orientation register 86 to supply the step track angle. Regarding its basic structure, for example, Japanese Patent Application No. 2-175014, Japanese Patent Application No. 2-240413
Since it has already been disclosed in the applicant's previous proposal such as No. 1, it will be omitted here.

【0159】(4)第1実施例の動作 次に、このような回路構成を有する本実施例の動作につ
いて説明する。
(4) Operation of the first embodiment Next, the operation of the present embodiment having the above circuit configuration will be explained.

【0160】この実施例の動作は、方位・仰角入力部5
4に入力される移動体の位置が高緯度地域を示すもので
あるか低緯度地域を示すものであるかによって異なる動
作となる。そのため、ここでは、高緯度地域の場合と低
緯度地域の場合に分け説明し、さらに両者の切替動作に
ついて説明する。
The operation of this embodiment is as follows: The azimuth/elevation angle input section 5
The operation differs depending on whether the position of the moving body input in step 4 indicates a high latitude area or a low latitude area. Therefore, here, the case of a high latitude area and the case of a low latitude area will be explained separately, and the switching operation between the two will be explained.

【0161】なお、追尾の対象となる衛星としては、地
球の赤道上空を周回し、地球の緯度・経度に対して静止
している静止衛星を仮定する。
It is assumed that the satellite to be tracked is a geostationary satellite orbiting above the earth's equator and stationary with respect to the latitude and longitude of the earth.

【0162】(4.1)低緯度地域における動作方位・
仰角入力部54に入力される移動体の位置が低緯度地域
に属する場合、すなわち、緯度レジスタ78に格納され
る緯度が所定の値未満である場合には、移相器モード切
替部56の追尾モード決定手段94が、低緯度地域であ
る旨を示す値を有する追尾モード切替信号を出力する。 この追尾モード切替信号は、追尾モード切替スイッチ9
6及び98に供給され、当該スイッチ96及び98は、
それぞれ磁気コンパス側及び移相器制御量演算手段76
側に倒される。
(4.1) Operation direction in low latitude areas
If the position of the moving body input to the elevation angle input unit 54 belongs to a low latitude area, that is, if the latitude stored in the latitude register 78 is less than a predetermined value, the tracking of the phase shifter mode switching unit 56 Mode determining means 94 outputs a tracking mode switching signal having a value indicating that the area is a low latitude area. This tracking mode switching signal is transmitted to the tracking mode switching switch 9.
6 and 98, the switches 96 and 98 are
Magnetic compass side and phase shifter control amount calculation means 76, respectively
thrown to the side.

【0163】従って、この場合、方位・仰角入力部54
には、前述した移動体位置の他、磁気コンパス等の装置
からの方位入力が供給される。磁気コンパス等に係る方
位入力は、移動体方位の増分を示す情報である。磁気コ
ンパスは、例えばジャイロコンパス等に比べ低価格な装
置として知られているが、その精度は高緯度地域におい
てはジャイロコンパスより低い。しかし、この場合低緯
度地域であるため、追尾モード切替スイッチ96を介し
て方位・仰角入力部54に供給される方位入力について
も一定の精度が保たれることになる。
[0163] Therefore, in this case, the azimuth/elevation angle input section 54
In addition to the above-mentioned position of the moving object, azimuth input from a device such as a magnetic compass is supplied to the . The azimuth input related to a magnetic compass or the like is information indicating an increment in the azimuth of the moving body. A magnetic compass is known as a device that is cheaper than, for example, a gyro compass, but its accuracy is lower than that of a gyro compass in high latitude areas. However, in this case, since the region is at a low latitude, a certain level of accuracy is maintained for the azimuth input supplied to the azimuth/elevation angle input section 54 via the tracking mode changeover switch 96.

【0164】方位・仰角入力部54においては、入力さ
れる移動体位置が緯度レジスタ78及び経度レジスタ8
0にそれぞれ格納される。この位置に係る緯度及び経度
は、衛星方位仰角演算手段82に入力され、この衛星方
位仰角演算手段82は既知の衛星位置に基づきこの緯度
及び経度により衛星の仰角及び絶対方位を求める。
In the azimuth/elevation angle input section 54, the input moving object position is input to the latitude register 78 and the longitude register 8.
Each is stored in 0. The latitude and longitude related to this position are input to the satellite azimuth/elevation angle calculation means 82, and the satellite azimuth/elevation angle calculation means 82 calculates the elevation angle and absolute azimuth of the satellite based on the latitude and longitude based on the known satellite position.

【0165】求められた情報のうち、衛星の仰角は、衛
星仰角レジスタ84に供給され、必要に応じてステップ
トラック角による修正を受けつつ制御量演算部52に出
力される。一方、衛星の絶対方位は加算器92に供給さ
れ、この加算器92において衛星の絶対方位から移動体
方位が減算され衛星方位レジスタ88に相対方位として
供給される。
Among the obtained information, the elevation angle of the satellite is supplied to the satellite elevation angle register 84, and is output to the control amount calculation section 52 while being corrected by the step track angle as necessary. On the other hand, the absolute azimuth of the satellite is supplied to an adder 92, which subtracts the moving object azimuth from the absolute azimuth of the satellite, and supplies the result to the satellite azimuth register 88 as a relative azimuth.

【0166】移動体方位は、移動体方位レジスタ86に
格納されている情報である。移動体方位レジスタ86は
、所定の場合にステップトラック制御回路による調整を
受けつつ移動体方位を格納する。移動体方位レジスタ8
6に格納すべき情報は、追尾モード切替スイッチ96を
介して磁気コンパス等から得られる方位入力によって逐
次修正更新される情報である。すなわち、磁気コンパス
等からの方位入力は、移動体方位レジスタ86の前段に
配置された加算器90に供給され、移動体方位レジスタ
86はこの方位入力より逐次更新される。
The moving object orientation is information stored in the moving object orientation register 86. The mobile object orientation register 86 stores the mobile object orientation under adjustment by the step track control circuit in predetermined cases. Mobile direction register 8
The information to be stored in the tracking mode changeover switch 96 is information that is successively corrected and updated by the direction input obtained from a magnetic compass or the like via the tracking mode changeover switch 96. That is, an azimuth input from a magnetic compass or the like is supplied to an adder 90 disposed before the moving object azimuth register 86, and the moving object azimuth register 86 is sequentially updated based on this azimuth input.

【0167】衛星仰角レジスタ84及び衛星方位レジス
タ88に格納されている衛星仰角及び衛星の相対方位は
、共に制御量演算部52に供給される。この場合、AZ
軸制御量演算手段72、EL軸制御量演算手段74及び
移相器制御量演算手段76は、衛星仰角及び衛星の相対
方位に基づき衛星の追尾に係る演算を実行する。また、
各制御量演算手段72、74及び76には、揺動検出手
段62の出力が取り込まれ、この出力に基づき揺動補償
に係る制御量演算が実行される。
[0167] The satellite elevation angle and the relative orientation of the satellite stored in the satellite elevation angle register 84 and the satellite azimuth register 88 are both supplied to the control amount calculation unit 52. In this case, AZ
The axis control amount calculation means 72, the EL axis control amount calculation means 74, and the phase shifter control amount calculation means 76 execute calculations related to satellite tracking based on the satellite elevation angle and the relative orientation of the satellite. Also,
The control amount calculation means 72, 74, and 76 take in the output of the swing detection means 62, and control amount calculations related to swing compensation are executed based on the outputs.

【0168】この制御量演算は、先に述べた式(9)乃
至(15)に示されるアルゴリズムに従って行われる。 すなわち、この場合、追尾モード決定手段94により生
成される追尾モード切替信号が低緯度を示す値であり、
この信号がAZ軸制御量演算手段72及びEL軸制御量
演算手段74に供給されているため、これらの制御手段
72及び74はAZ−EL−XELマウントに係るアル
ゴリズムで制御量の演算をすれば良いことを知ることが
できる。従って、AZ軸制御量演算手段72及びEL軸
制御量演算手段74は、追尾モード切替信号に応じてA
Z−EL−XELマウントに係るアルゴリズムで演算を
実行する。
This control amount calculation is performed according to the algorithms shown in equations (9) to (15) described above. That is, in this case, the tracking mode switching signal generated by the tracking mode determining means 94 has a value indicating a low latitude,
Since this signal is supplied to the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74, these control means 72 and 74 calculate the control amount using the algorithm related to the AZ-EL-XEL mount. You can know good things. Therefore, the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74 operate according to the tracking mode switching signal.
Calculation is performed using an algorithm related to Z-EL-XEL mount.

【0169】このようにして求められた制御量は、機械
軸駆動部50または移相器モード切替部56に供給され
る。機械軸駆動部50に供給されるのは、AZ軸制御量
及びEL軸制御量である。機械軸駆動部50においては
、AZ軸制御量及びEL軸制御量に基づきモータ30及
び18が駆動され、方位軸26及び仰角軸14が回転す
る。すなわち、これらの機械軸の駆動制御が実行される
The control amount thus determined is supplied to the mechanical shaft drive section 50 or the phase shifter mode switching section 56. What is supplied to the mechanical axis drive section 50 are the AZ-axis control amount and the EL-axis control amount. In the mechanical axis drive unit 50, the motors 30 and 18 are driven based on the AZ-axis control amount and the EL-axis control amount, and the azimuth axis 26 and the elevation axis 14 are rotated. That is, drive control of these mechanical axes is executed.

【0170】制御量演算部52において求められる制御
量のうち、移相器制御量演算手段76によって求められ
る移相器制御量は、移相器モード切替部56に含まれる
追尾モード切替スイッチ98に供給される。この場合、
追尾モード切替スイッチ98は、低緯度地域を示す追尾
モード切替信号により移相器制御量演算手段76側に倒
されているため、移相器制御量が移相器制御信号として
アレイアンテナ12の移相器駆動回路46に供給される
ことになる。移相器駆動回路46は、移相器制御信号に
応じ、移相器44−1及び44−3を制御し、移相器制
御信号の値に応じたビームを選択して実現する。この結
果、XEL軸が電子軸として実現されることになる。
[0170] Of the control variables found in the control amount calculation section 52, the phase shifter control amount found by the phase shifter control amount calculation means 76 is selected by the tracking mode changeover switch 98 included in the phase shifter mode switching section 56. Supplied. in this case,
Since the tracking mode changeover switch 98 is turned to the phase shifter control amount calculation means 76 side by the tracking mode changeover signal indicating a low latitude area, the phase shifter control amount is used as a phase shifter control signal to shift the array antenna 12. It will be supplied to the phaser drive circuit 46. The phase shifter drive circuit 46 controls the phase shifters 44-1 and 44-3 according to the phase shifter control signal, and selects and realizes a beam according to the value of the phase shifter control signal. As a result, the XEL axis is realized as an electronic axis.

【0171】(4.2)高緯度地域における動作方位・
仰角入力部54に入力される移動体の位置が高緯度地域
を示す場合、すなわち緯度レジスタ78に格納される緯
度が所定の緯度以上である場合には、次のような動作が
実行される。
(4.2) Operation direction in high latitude areas
When the position of the moving object input to the elevation angle input section 54 indicates a high latitude area, that is, when the latitude stored in the latitude register 78 is a predetermined latitude or higher, the following operation is performed.

【0172】すなわち、追尾モード決定手段94は、緯
度レジスタ78から取り込んだ緯度が所定の緯度以上で
あることに応じ、高緯度地域を示す値を有する追尾モー
ド切替信号を生成し出力する。この追尾モード切替信号
は、追尾モード切替スイッチ96及び98をそれぞれ方
位誤差検出手段60側及び位相切替信号発生手段100
側に切り替える。
That is, the tracking mode determining means 94 generates and outputs a tracking mode switching signal having a value indicating a high latitude area in response to the latitude taken in from the latitude register 78 being equal to or higher than a predetermined latitude. This tracking mode switching signal is transmitted to the tracking mode switching switches 96 and 98 to the azimuth error detection means 60 side and to the phase switching signal generation means 100, respectively.
Switch to the side.

【0173】すると、移相器制御量演算手段76により
求められている移相器制御量に代え、位相切替信号発生
手段100によって生成される位相切替信号が移相器制
御信号としてスイッチ98を介し移相器駆動回路46に
供給されることになる。移相器駆動回路46は、位相切
替信号に基づきアレイアンテナ12のビーム指向特性を
交番的に切り替える。アレイアンテナ12のビーム指向
特性が交番的に切り替えられると、合成器48の出力は
交番的に変動し、従ってアンテナ出力処理部58の受信
レベル信号発生手段104から出力される受信レベル信
号の値も交番的に変動する。この変動は、位相切替信号
に同期した変動である。方位誤差検出手段60は、受信
レベル信号を位相切替信号によって同期検波し、受信レ
ベル差に関する情報を得る。この情報は、従って、アレ
イアンテナ12の方位誤差を示す情報であり、移動体が
旋回した場合等においては磁気コンパス等によって得ら
れる方位入力に対応する内容を有するものである。方位
誤差検出手段60は、先に述べたスイッチ96の切替に
より加算器90に接続されているため、方位誤差検出手
段60によって得られる方位誤差によって移動体方位が
修正され、衛星の相対方位が修正される。すると、この
修正によって得られた衛星の相対方位は、衛星方位レジ
スタ88から制御量演算部52に供給される。このとき
、AZ軸制御量演算手段72及びEL軸制御量演算手段
74には、高緯度地域である旨を示す追尾モード切替信
号が供給されており、これらの制御量演算手段72及び
74は先に述べた式(1)乃至(8)に基づく制御量演
算を開始する。すなわち、AZ軸制御量演算手段72及
びEL軸制御量演算手段74は、AZ−ELマウントに
係るアルゴリズムに従って、それぞれ制御量を演算する
ことになる。
Then, instead of the phase shifter control amount calculated by the phase shifter control amount calculation means 76, the phase switching signal generated by the phase switching signal generation means 100 is used as the phase shifter control signal via the switch 98. It will be supplied to the phase shifter drive circuit 46. The phase shifter drive circuit 46 alternately switches the beam directivity characteristics of the array antenna 12 based on the phase switching signal. When the beam directivity characteristics of the array antenna 12 are alternately switched, the output of the combiner 48 changes alternately, and therefore the value of the reception level signal output from the reception level signal generation means 104 of the antenna output processing section 58 also changes. Vary alternately. This variation is a variation synchronized with the phase switching signal. The azimuth error detection means 60 performs synchronous detection of the received level signal using the phase switching signal to obtain information regarding the received level difference. Therefore, this information is information indicating the azimuth error of the array antenna 12, and has content corresponding to azimuth input obtained by a magnetic compass or the like when the moving body turns. Since the orientation error detection means 60 is connected to the adder 90 by switching the switch 96 mentioned above, the orientation of the moving body is corrected by the orientation error obtained by the orientation error detection means 60, and the relative orientation of the satellite is corrected. be done. Then, the relative orientation of the satellite obtained through this correction is supplied from the satellite orientation register 88 to the control amount calculation unit 52. At this time, the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74 are supplied with a tracking mode switching signal indicating that the area is in a high latitude area, and these control amount calculation means 72 and 74 are Control amount calculation based on the above-mentioned equations (1) to (8) is started. That is, the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74 each calculate the control amount according to the algorithm related to the AZ-EL mount.

【0174】この場合、移相器制御量演算手段76は、
衛星仰角レジスタ84及び衛星方位レジスタ88から衛
星仰角及び衛星の相対方位を取り込み、衛星の追尾動作
を行うべく移相器制御量を求めることになる。従って、
この場合には、衛星の追尾がアレイアンテナ12の移相
量制御によって実行されることになる。
In this case, the phase shifter control amount calculation means 76 is
The satellite elevation angle and the relative orientation of the satellite are taken in from the satellite elevation angle register 84 and the satellite azimuth register 88, and the phase shifter control amount is determined to perform the satellite tracking operation. Therefore,
In this case, tracking of the satellite will be performed by controlling the amount of phase shift of the array antenna 12.

【0175】(5)第1実施例の効果 このような構成を有する本実施例により、高緯度地域に
おける方位入力の誤差を排除して精度の高い追尾を実行
することが可能になる。すなわち、高緯度地域において
は、追尾モード決定手段94から高緯度を示す追尾モー
ド切替信号が出力され、磁気コンパス等の装置から得ら
れる方位入力に替え方位誤差検出手段60によって得ら
れる方位誤差が加算器90に供給されることになるため
、磁気コンパス等の出力の使用が中止されることになる
。高緯度地域においては、安価な装置である磁気コンパ
スでは精度の高い方位を得ることができないが、この実
施例においてはこのような場合において同期検波により
得られる方位誤差を用いるようにしているため、精度を
確保することが可能になる。この結果、ジャイロコンパ
ス等の高精度の装置を搭載しない小型船舶等においても
、高緯度地域で良好な衛星追尾を実行することが可能に
なる。
(5) Effects of the first embodiment With this embodiment having such a configuration, it is possible to eliminate errors in azimuth input in high latitude areas and perform highly accurate tracking. That is, in a high latitude area, a tracking mode switching signal indicating a high latitude is output from the tracking mode determining means 94, and the azimuth error obtained by the azimuth error detection means 60 is input to the adder 90 instead of the azimuth input obtained from a device such as a magnetic compass. Therefore, the use of outputs such as magnetic compasses will be discontinued. In high latitude areas, it is not possible to obtain a highly accurate heading with a magnetic compass, which is an inexpensive device, but in this example, the heading error obtained by synchronous detection is used in such cases, so the accuracy can be improved. It becomes possible to secure the As a result, even a small ship or the like that is not equipped with a high-precision device such as a gyro compass can perform excellent satellite tracking in high latitude areas.

【0176】また、この実施例は、特に追尾対象となる
衛星が静止衛星である場合に有効である。また、GPS
等から入力される移動体位置に基づき衛星の方位及び仰
角を求めることができ、これに応じて各制御量を演算す
ることができる。
Furthermore, this embodiment is particularly effective when the satellite to be tracked is a geostationary satellite. Also, GPS
The azimuth and elevation angle of the satellite can be determined based on the position of the moving body inputted from the above, and each control amount can be calculated accordingly.

【0177】さらに、この実施例においては、アレイア
ンテナ12の構成が簡易であり、装置を安価に構成する
ことが可能になる。すなわち、各アンテナ素子10毎に
移相器44を設けるようにしていないため、移相器44
の配置及びその制御に係る回路構成が簡易となり、装置
価格が安価になる。また、アレイアンテナは、パラボラ
アンテナ等に比べ小型であるため、この面からも装置の
小型化が可能になる。さらに、この実施例においては、
移相器44がアンテナ素子10配列の端の行にのみ設け
られているため、比較的経済的な構成によりビーム指向
特性の切替を実現できる。
Furthermore, in this embodiment, the structure of the array antenna 12 is simple, and the device can be constructed at low cost. That is, since the phase shifter 44 is not provided for each antenna element 10, the phase shifter 44 is not provided for each antenna element 10.
The arrangement and the circuit configuration related to its control are simplified, and the cost of the device is reduced. Furthermore, since the array antenna is smaller than a parabolic antenna or the like, it is possible to downsize the device from this point of view as well. Furthermore, in this example,
Since the phase shifter 44 is provided only in the end row of the antenna element 10 arrangement, switching of beam directivity characteristics can be realized with a relatively economical configuration.

【0178】さらに、アレイアンテナ12が支持脚28
によってレドーム38の底面に偏心支持されているため
、アクセスハッチ40をアレイアンテナ12のほぼ直下
位置に設けることができ、小型なアンテナ装置において
も保守性の高い装置を実現できる。
Furthermore, the array antenna 12 is attached to the supporting legs 28.
Since the access hatch 40 is eccentrically supported on the bottom surface of the radome 38, the access hatch 40 can be provided at a position almost directly below the array antenna 12, and even a small antenna device can be realized with high maintainability.

【0179】(6)第2実施例の回路構成図13には、
本発明の第2実施例に係る揺動補償型アンテナ装置の全
体回路構成が示されている。
(6) The circuit configuration of the second embodiment is shown in FIG.
The overall circuit configuration of a swing-compensated antenna device according to a second embodiment of the present invention is shown.

【0180】この実施例が、前述の第1実施例と最も異
なる点は、方位仰角入力部54がGPS等から移動体の
位置を入力せず、探索制御によって衛星の相対方位を求
める点にある。この実施例におけるアレイアンテナ12
、機械軸駆動部50、方位誤差検出手段60及び揺動検
出手段62は、第1実施例と全く同一の構成であるため
、その説明を省略する。
The biggest difference between this embodiment and the first embodiment described above is that the azimuth/elevation angle input section 54 does not input the position of the moving body from GPS or the like, but instead uses search control to determine the relative azimuth of the satellite. . Array antenna 12 in this embodiment
, the mechanical shaft drive unit 50, the azimuth error detection means 60, and the swing detection means 62 have completely the same configuration as in the first embodiment, and therefore their explanation will be omitted.

【0181】(6.1)方位・仰角入力部図14には、
この実施例における方位・仰角入力部54の構成が示さ
れている。
(6.1) Azimuth/elevation angle input section In FIG.
The configuration of the azimuth/elevation angle input section 54 in this embodiment is shown.

【0182】この図に示される方位・仰角入力部54は
、第1実施例における方位・仰角入力部54と同様に、
衛星仰角レジスタ84、衛星方位レジスタ88及び加算
器90を有している。但し、この実施例の場合、衛星方
位レジスタ88は必要に応じてステップトラックによる
制御を受ける。これは、この実施例における衛星の相対
方位の更新が、移動体方位の更新としてではなく衛星の
相対方位の直接的更新によるためである。すなわち、こ
の実施例に係る方位・仰角入力部においては移動体方位
レジスタ86が設けられておらず、さらに衛星の絶対方
位に係る情報も生成されていない。
The azimuth/elevation angle input section 54 shown in this figure is similar to the azimuth/elevation angle input section 54 in the first embodiment.
It has a satellite elevation angle register 84, a satellite azimuth register 88, and an adder 90. However, in this embodiment, the satellite orientation register 88 is controlled by step tracking as necessary. This is because the update of the satellite's relative orientation in this embodiment is not an update of the mobile object's orientation, but a direct update of the satellite's relative orientation. That is, in the azimuth/elevation angle input section according to this embodiment, the mobile object azimuth register 86 is not provided, and furthermore, information regarding the absolute azimuth of the satellite is not generated.

【0183】従って、この実施例においては、衛星方位
レジスタ88の内容が、加算器90による方位誤差また
はコンパス入力との加算により逐次更新される。一方、
衛星仰角レジスタ84及び衛星方位レジスタ88には、
探索制御によって得られた衛星の仰角及び衛星の相対方
位が格納されることになる。このため、この実施例にお
いては、探索制御手段106が設けられている。
Therefore, in this embodiment, the contents of the satellite azimuth register 88 are sequentially updated by addition with the azimuth error or compass input by the adder 90. on the other hand,
The satellite elevation angle register 84 and the satellite azimuth register 88 include:
The elevation angle of the satellite and the relative azimuth of the satellite obtained through search control are stored. For this reason, in this embodiment, a search control means 106 is provided.

【0184】探索制御手段106は、装置への電源の投
入、外部からのサーチ指令、及び後述するアンテナ出力
処理部58の復調器によって生成されるキャリア検出信
号(CD)に応じ、探索制御を実行する。この探索制御
手段106の構成は、例えば本願出願人の先提案に係る
特願平2−240413号に示されている方位探索制御
回路の構成を応用したものである。この実施例において
は、衛星の仰角と、衛星の相対方位と、の両者について
探索制御を実行する必要がある。
The search control means 106 executes search control in response to turning on the power to the device, a search command from the outside, and a carrier detection signal (CD) generated by a demodulator of the antenna output processing section 58, which will be described later. do. The configuration of this search control means 106 is an application of, for example, the configuration of the azimuth search control circuit shown in Japanese Patent Application No. 2-240413, which was previously proposed by the applicant. In this embodiment, it is necessary to perform search control for both the elevation angle of the satellite and the relative azimuth of the satellite.

【0185】従って、この実施例においては、移動体の
位置に係る緯度及び経度を用いることなく、衛星の相対
方位を求めている。
Therefore, in this embodiment, the relative orientation of the satellite is determined without using the latitude and longitude of the position of the moving object.

【0186】(6.2)その他の回路構成の相違次に、
このような方位・仰角入力部54の構成の相違に対応す
る各部回路構成の相違について説明する。
(6.2) Other differences in circuit configuration Next,
Differences in the circuit configurations of each section corresponding to such differences in the configuration of the azimuth/elevation angle input section 54 will be explained.

【0187】図15には、この実施例における移相器モ
ード切替部56の構成が、図16には制御量演算部52
の構成が、図17にはアンテナ出力制御部58の構成が
、それぞれ示されている。
FIG. 15 shows the configuration of the phase shifter mode switching section 56 in this embodiment, and FIG. 16 shows the configuration of the control amount calculation section 52.
The configuration of the antenna output control section 58 is shown in FIG. 17, and the configuration of the antenna output control section 58 is shown in FIG.

【0188】まず、図15に示される移相器モード切替
部56においては、第1実施例に係る移相器モード切替
部56と異なり、緯度レジスタ78に格納されている緯
度ではなく、衛星仰角レジスタ84に格納されている衛
星仰角が入力される。この衛星仰角は、追尾モード決定
手段94に入力される。この実施例における追尾モード
決定手段94は、衛星仰角についてしきい値判定を実行
し、このしきい値判定の結果に基づき、高仰角地域であ
るか低仰角地域であるかを示す追尾モード切替信号を生
成出力する。また、追尾モード切替スイッチ96及び9
8は、これに応じて切り替えられる。
First, unlike the phase shifter mode switching unit 56 according to the first embodiment, the phase shifter mode switching unit 56 shown in FIG. 15 uses the satellite elevation angle instead of the latitude stored in the latitude register 78. The satellite elevation angle stored in register 84 is input. This satellite elevation angle is input to the tracking mode determining means 94. The tracking mode determining means 94 in this embodiment executes a threshold judgment on the satellite elevation angle, and based on the result of this threshold judgment, a tracking mode switching signal indicating whether the satellite is in a high elevation angle area or a low elevation angle area. Generate and output. In addition, tracking mode changeover switches 96 and 9
8 is switched accordingly.

【0189】この実施例の場合、追尾モード切替スイッ
チ96及び98は、高仰角地域においては図の上側、す
なわち磁気コンパス側及び移相器制御量演算手段76側
に切り替えられる。
In this embodiment, the tracking mode changeover switches 96 and 98 are switched to the upper side of the diagram, ie, to the magnetic compass side and the phase shifter control amount calculation means 76 side in high elevation angle areas.

【0190】従って、この実施例においては、磁気コン
パス等に係る方位入力が高仰角地域において方位・仰角
入力部54の加算器90に入力される。また、移相器制
御量演算手段76によって求められた移相器制御量が、
移相器制御信号としてアレイアンテナ12の移相器駆動
回路46に供給される。
Therefore, in this embodiment, the azimuth input from a magnetic compass or the like is input to the adder 90 of the azimuth/elevation angle input section 54 in a high elevation angle area. Further, the phase shifter control amount calculated by the phase shifter control amount calculation means 76 is
The signal is supplied to the phase shifter drive circuit 46 of the array antenna 12 as a phase shifter control signal.

【0191】一方、追尾モード切替信号が低仰角地域を
示す信号である場合には、追尾モード切替スイッチ96
及び98が図の下側に切り替えられ、位相切替信号発生
手段100の出力たる位相切替信号が移相器制御信号と
してアレイアンテナ12の移相器駆動回路46に供給さ
れる一方で、当該位相切替信号によりアレイアンテナ1
2の出力に応じて得られる受信レベル信号が方位検出手
段60により同期検波され、この同期検波によって得ら
れた方位誤差が追尾モード切替スイッチ96を介して加
算器90に供給されることになる。
On the other hand, if the tracking mode switching signal is a signal indicating a low elevation angle area, the tracking mode switching signal 96
and 98 are switched to the lower side of the figure, and while the phase switching signal output from the phase switching signal generating means 100 is supplied to the phase shifter drive circuit 46 of the array antenna 12 as a phase shifter control signal, the phase switching signal is switched to the lower side of the figure. Array antenna 1 by signal
The reception level signal obtained according to the output of 2 is synchronously detected by the azimuth detecting means 60, and the azimuth error obtained by this synchronous detection is supplied to the adder 90 via the tracking mode changeover switch 96.

【0192】図16には、本実施例における制御量演算
部52の構成が示されている。この図に示されるように
、本実施例においては、AZ軸制御量演算手段72及び
EL軸制御量演算手段74に追尾モード切替信号が供給
されない。先に説明した第1実施例においては、AZ軸
制御量演算手段72及びEL軸制御量演算手段74が緯
度に応じて演算アルゴリズムを異なるものとしていたが
、この実施例においては仰角に基づいて異なるものとす
るため、AZ軸制御量演算手段72及びEL軸制御量演
算手段74は、衛星仰角レジスタ84から取り込む衛星
仰角に基づいて自から動作の切替を行う。この場合にお
いて、衛星の仰角が低い場合には、第1実施例における
高緯度地域に係る制御量演算アルゴリズムを採用し、仰
角が高い場合には低緯度地域に係る制御量演算アルゴリ
ズムを採用する。
FIG. 16 shows the configuration of the control amount calculating section 52 in this embodiment. As shown in this figure, in this embodiment, the tracking mode switching signal is not supplied to the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74. In the first embodiment described above, the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74 used different calculation algorithms depending on the latitude, but in this embodiment, the calculation algorithms differ based on the elevation angle. In order to achieve this, the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74 automatically switch their operations based on the satellite elevation angle taken in from the satellite elevation angle register 84. In this case, when the elevation angle of the satellite is low, the control amount calculation algorithm for high latitude areas in the first embodiment is adopted, and when the elevation angle is high, the control amount calculation algorithm for low latitude areas is adopted.

【0193】図17には、この実施例におけるアンテナ
出力処理部58の構成が示されている。この実施例にお
けるアンテナ出力処理部58は、さらに、受信機102
の出力を取り込む復調器108を備えている。復調器1
08は、受信機102の出力であるIF信号を取り込み
、キャリア検出信号(CD)を生成する回路である。 この復調器108において行われるキャリア検出動作は
、一般の復調器における基本動作の1つであり、例えば
PLLによる方法など多数の方法が開発または実用化さ
れている。キャリア検出の結果であるキャリア検出信号
(CD)は、所望の信号を一定のレベル以上で受信でき
ているかどうかを表す信号であり、復調器108は、こ
れを探索制御手段106に供給し、探索制御の基礎とな
る情報として提供する。
FIG. 17 shows the configuration of the antenna output processing section 58 in this embodiment. The antenna output processing section 58 in this embodiment further includes the receiver 102.
It is equipped with a demodulator 108 that takes in the output of. Demodulator 1
08 is a circuit that takes in the IF signal that is the output of the receiver 102 and generates a carrier detection signal (CD). The carrier detection operation performed in the demodulator 108 is one of the basic operations in a general demodulator, and many methods have been developed or put into practical use, such as a method using PLL, for example. A carrier detection signal (CD), which is a result of carrier detection, is a signal indicating whether a desired signal is received at a certain level or higher, and the demodulator 108 supplies this to the search control means 106 and performs the search. Provided as information that is the basis of control.

【0194】(7)第2実施例の動作 次に、この実施例の動作について、特に第1実施例との
動作の相違に着目して説明する。
(7) Operation of Second Embodiment Next, the operation of this embodiment will be explained, focusing in particular on the differences in operation from the first embodiment.

【0195】この実施例においては、電源投入に応じ、
探索制御手段106による探索が実行される。すなわち
、探索制御手段106は、探索制御角を生成し衛星仰角
または衛星の相対方位としてそれぞれ衛星仰角レジスタ
84及び88に供給する。衛星仰角レジスタ84及び衛
星方位レジスタ88に探索制御手段106かつ探索角が
供給されると、制御量演算部52は、衛星仰角レジスタ
84及び衛星方位レジスタ88から衛星の仰角及び相対
方位を読み込み、追尾に係る制御量を演算する。この結
果得られた制御量に基づき、機械軸駆動部50が制御さ
れ、方位軸26及び仰角軸14が回動する。また、移相
器制御量演算手段76により求められた移相器制御量が
追尾モード切替スイッチ98を介して移相器制御信号と
してアレイアンテナ12の移相器駆動回路46に供給さ
れ、XEL軸に係る探索が実行される。
In this embodiment, when the power is turned on,
A search is executed by the search control means 106. That is, the search control means 106 generates a search control angle and supplies it to the satellite elevation angle registers 84 and 88, respectively, as the satellite elevation angle or relative azimuth of the satellite. When the search control means 106 and the search angle are supplied to the satellite elevation angle register 84 and the satellite azimuth register 88, the control amount calculation unit 52 reads the elevation angle and relative azimuth of the satellite from the satellite elevation angle register 84 and the satellite azimuth register 88, and performs tracking. The control amount related to is calculated. Based on the control amount obtained as a result, the mechanical shaft drive section 50 is controlled, and the azimuth axis 26 and the elevation axis 14 are rotated. Further, the phase shifter control amount calculated by the phase shifter control amount calculation means 76 is supplied as a phase shifter control signal to the phase shifter drive circuit 46 of the array antenna 12 via the tracking mode changeover switch 98, and the XEL axis A search related to this is executed.

【0196】探索時においてアレイアンテナ12から得
られる出力は、受信機102及び復調器108を介して
キャリア検出信号(CD)として探索制御手段106に
供給される。探索制御手段106は、所定のCDが得ら
れるまで探索を実行し、その後通常の動作に移行する。
The output obtained from the array antenna 12 during the search is supplied to the search control means 106 as a carrier detection signal (CD) via the receiver 102 and the demodulator 108. The search control means 106 executes the search until a predetermined CD is obtained, and then shifts to normal operation.

【0197】通常の動作においては、衛星仰角レジスタ
84に格納されている衛星仰角が、移相器モード切替部
56の追尾モード決定手段94に取り込まれる。追尾モ
ード決定手段94は、衛星仰角が所定の仰角以上である
か否かを判定し、追尾モードを決定する。追尾モード決
定手段94は、決定した追尾モードに対応する値を有す
る追尾モード切替信号を出力し追尾モード切替スイッチ
96及び98に供給する。この時、衛星仰角が所定の仰
角よりも高かった場合には、移動体が高仰角地域に存在
すると見なせるため、追尾モード切替スイッチ96及び
98は図において上側に切り替えられる。この結果、磁
気コンパス等に係る方位入力が、追尾モード切替スイッ
チ96を介して加算器90に供給される。
In normal operation, the satellite elevation angle stored in the satellite elevation angle register 84 is taken into the tracking mode determining means 94 of the phase shifter mode switching section 56. The tracking mode determining means 94 determines whether the satellite elevation angle is greater than or equal to a predetermined elevation angle, and determines the tracking mode. The tracking mode determining means 94 outputs a tracking mode switching signal having a value corresponding to the determined tracking mode and supplies it to the tracking mode changeover switches 96 and 98. At this time, if the satellite elevation angle is higher than the predetermined elevation angle, it can be assumed that the moving object exists in a high elevation angle area, so the tracking mode changeover switches 96 and 98 are switched to the upper side in the figure. As a result, the azimuth input related to the magnetic compass or the like is supplied to the adder 90 via the tracking mode changeover switch 96.

【0198】加算器90に方位入力が供給されると、こ
の入力が衛星方位レジスタ88の内容に加算され、当該
衛星方位レジスタ88の内容、すなわち衛星の相対方位
が更新される。この更新された相対方位及び衛星仰角レ
ジスタ84に格納されている衛星仰角は、制御量演算部
52に供給され、衛星の追尾に係る制御量が演算される
。この時、制御量演算部52には、揺動検出手段62か
ら移動体の揺動に係るロール、ピッチの情報が供給され
、前述の式(9)乃至(15)に示されるアルゴリズム
により揺動補償に係る制御量が演算される。すなわち、
この場合においては、AZ−EL−XELマウントに係
る制御量が求められる。
When an azimuth input is supplied to the adder 90, this input is added to the contents of the satellite azimuth register 88, thereby updating the contents of the satellite azimuth register 88, ie, the relative azimuth of the satellite. The updated relative azimuth and satellite elevation angle stored in the satellite elevation angle register 84 are supplied to the control amount calculation unit 52, where the control amount related to satellite tracking is calculated. At this time, the control amount calculation unit 52 is supplied with roll and pitch information related to the swing of the moving object from the swing detecting means 62, and the control amount calculation unit 52 is supplied with roll and pitch information related to the swing of the moving body, and the swing is determined by the algorithm shown in the above-mentioned equations (9) to (15). A control amount related to compensation is calculated. That is,
In this case, the control amount related to the AZ-EL-XEL mount is determined.

【0199】このようにして求められた制御量は、AZ
軸及びEL軸については機械軸駆動部50に供給され、
XEL軸については追尾モード切替スイッチ98を介し
てアレイアンテナ12の移相器駆動回路46に供給され
る。このとき、追尾モード決定手段94によって生成さ
れる追尾モード切替信号が追尾モード切替スイッチ98
に供給されることにより、追尾モード切替スイッチ98
は移相器制御量演算手段76側に切り替えられている。
The control amount obtained in this way is AZ
The shaft and EL shaft are supplied to a mechanical shaft drive section 50,
The XEL axis is supplied to the phase shifter drive circuit 46 of the array antenna 12 via the tracking mode changeover switch 98. At this time, the tracking mode switching signal generated by the tracking mode determining means 94 is transmitted to the tracking mode switching switch 98.
By being supplied to the tracking mode changeover switch 98
is switched to the phase shifter control amount calculation means 76 side.

【0200】従って、高仰角地域においては、磁気コン
パス等に係る方位入力に基づき追尾が実行され、AZ−
EL−XELマウントにより揺動補償が実行される。
[0200] Therefore, in high elevation angle areas, tracking is performed based on the azimuth input from a magnetic compass, etc., and the AZ-
Swing compensation is performed by the EL-XEL mount.

【0201】次に、衛星仰角レジスタ84の内容である
衛星仰角が所定の仰角以下となった場合を考える。この
場合には、追尾モード決定手段94は、低仰角地域であ
る旨を示す追尾モード切替信号を生成する。これに応じ
、追尾モード切替スイッチ96及び98は、図の下側に
切り替えられる。すなわち、方位誤差検出手段60の出
力が加算器90に供給され、位相切替信号発生手段10
0の出力が移相器駆動回路46に供給される。すると、
位相切替信号発生手段100から出力される位相切替信
号により、移相器44−1及び44−3が制御され、ビ
ームが交番的に切り替えられる。この交番的に切り替え
られるビームに対応するアレイアンテナ12出力は、ア
ンテナ出力処理部58に供給され、位相切替信号に同期
して値が変動する受信レベル信号が生成される。 この受信レベル信号は、方位誤差検出手段60において
位相切替信号により同期検波され、このときえられる方
位誤差が追尾モード切替スイッチ96を介して加算器9
0に供給される。
Next, consider the case where the satellite elevation angle, which is the content of the satellite elevation angle register 84, becomes less than or equal to a predetermined elevation angle. In this case, the tracking mode determining means 94 generates a tracking mode switching signal indicating that the area is a low elevation angle area. In response to this, the tracking mode changeover switches 96 and 98 are switched to the lower side of the figure. That is, the output of the azimuth error detection means 60 is supplied to the adder 90, and the output of the azimuth error detection means 60 is supplied to the adder 90.
A zero output is provided to the phase shifter drive circuit 46. Then,
The phase shifters 44-1 and 44-3 are controlled by the phase switching signal output from the phase switching signal generating means 100, and the beams are alternately switched. The array antenna 12 output corresponding to the alternately switched beams is supplied to the antenna output processing section 58, and a reception level signal whose value fluctuates in synchronization with the phase switching signal is generated. This reception level signal is synchronously detected by the phase switching signal in the azimuth error detection means 60, and the azimuth error detected at this time is sent to the adder 9 via the tracking mode changeover switch 96.
0.

【0202】すなわち、衛星方位レジスタ88の内容た
る衛星の相対方位が方位誤差により更新される。
That is, the relative orientation of the satellite, which is the content of the satellite orientation register 88, is updated based on the orientation error.

【0203】このようにして得られた相対方位と、衛星
仰角レジスタ84に格納されている衛星仰角と、は、高
仰角地域の場合と同様に制御量演算部52に供給される
。しかし、衛星仰角レジスタ84に格納されている衛星
仰角が、所定のしきい値以上であるため、AZ軸制御量
演算手段72及びEL軸制御量演算手段74は、高仰角
地域とは異なる演算アルゴリズムで、すなわち前述の式
(1)乃至(8)に係るAZ−ELマウントの制御量演
算アルゴリズムで、対応する制御量を演算する。  従
って、この実施例においては、低仰角地域においてはA
Z−ELマウントにより揺動補償が実行され、XEL軸
により衛星の追尾が実行される。
The relative azimuth thus obtained and the satellite elevation angle stored in the satellite elevation angle register 84 are supplied to the control amount calculation section 52 as in the case of high elevation angle areas. However, since the satellite elevation angle stored in the satellite elevation angle register 84 is greater than or equal to a predetermined threshold, the AZ-axis control amount calculation means 72 and the EL-axis control amount calculation means 74 use a calculation algorithm different from that for high elevation angle areas. In other words, the corresponding control amount is calculated using the AZ-EL mount control amount calculation algorithm according to the above-mentioned equations (1) to (8). Therefore, in this embodiment, A
The Z-EL mount performs rocking compensation, and the XEL axis performs satellite tracking.

【0204】(8)第2実施例の効果 従って、この実施例によれば、GPS等からの移動体位
置入力を用いることなく、衛星の追尾及び揺動補償を実
行することができる。また、この実施例は、第1実施例
と異なり特に衛星が静止衛星でない場合にも有効である
。前述の第1実施例は、移動体の緯度に応じて追尾モー
ドを切り替えるようにしていたため、もっぱら静止衛星
に取りついて有効であった。この実施例においては、衛
星の仰角により直接判断するようにしているため、衛星
が静止衛星でない場合にも有効に適用できる。
(8) Effects of Second Embodiment Therefore, according to this embodiment, satellite tracking and swing compensation can be performed without using a moving body position input from a GPS or the like. Further, unlike the first embodiment, this embodiment is particularly effective even when the satellite is not a geostationary satellite. The above-described first embodiment switches the tracking mode depending on the latitude of the moving body, and is therefore effective only for geostationary satellites. In this embodiment, since the determination is made directly based on the elevation angle of the satellite, it can be effectively applied even when the satellite is not a geostationary satellite.

【0205】(9)その他 以上の説明においては、方位入力に係る装置として磁気
コンパス等を仮定しているが、これは磁気コンパスでな
くともかまわない。但し、磁気コンパスとした方が、装
置の安価化の点で有利である。また、レドーム38の支
持については何ら触れていないが、これは通常の方法、
例えば支柱により船舶の甲板上に固定するようにすれば
良い。また、実願平2−89713号に開示されている
支持構造を応用できる。更に、アレイアンテナ12の構
造としては、特願平3−40297号に記載されている
市松模様状素子配列の構造を用いることができる。この
ような構造を用いた場合、XEL軸に係る制御をより簡
易とすることができ、AZ軸を衛星方位での追従にのみ
用いて制御を簡易化することが可能になる。更に、アレ
イアンテナ12をレードム38の側面にEL軸により支
持するようにしてもよく、この場合には更に装置構成が
小型になる。
(9) Others In the above description, a magnetic compass or the like is assumed as a device related to direction input, but this does not have to be a magnetic compass. However, a magnetic compass is more advantageous in terms of reducing the cost of the device. Also, there is no mention of supporting the radome 38, but this is a normal method,
For example, it may be fixed on the deck of a ship using a support. Further, the support structure disclosed in Utility Model Application No. 2-89713 can be applied. Further, as the structure of the array antenna 12, the checkered element array structure described in Japanese Patent Application No. 3-40297 can be used. When such a structure is used, control related to the XEL axis can be made easier, and control can be simplified by using the AZ axis only for tracking in the satellite direction. Furthermore, the array antenna 12 may be supported by the EL axis on the side surface of the radome 38, and in this case, the device configuration becomes even more compact.

【0206】[0206]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
によれば、移動体が存在する緯度が所定の緯度以上であ
る場合にAZ−ELマウントで、これ以外の場合にはA
Z−EL−XELマウントで揺動補償を実行させるよう
にしたため、低緯度地域においてはAZ−ELマウント
に係る特異点を除去しつつ、高精度でかつ経済的な装置
が得られる。
[Effect of the invention] As explained above, claim 1 of the present invention
According to
Since the swing compensation is performed using the Z-EL-XEL mount, a highly accurate and economical device can be obtained while eliminating the singularity associated with the AZ-EL mount in low latitude areas.

【0207】請求項2によれば、低仰角地域ではAZ−
ELマウントで揺動補償を、XEL軸で追尾を行わせ、
逆に高緯度地域ではAZ−EL−XELマウントで揺動
補償を実行させるようにしたため、請求項1と同様に、
AZ−ELマウントに係る特異点を排除して追尾精度を
確保しつつ、安価な装置を構成することが可能である。   また、本発明の請求項3によれば、低緯度地域又は
高仰角地域では磁気コンパス等の装置から取り込まれる
方位変化により、高緯度地域又は低仰角地域では受信レ
ベル信号の同期検波により得られるアンテナの方位誤差
により、衛星の相対方位を修正してアンテナを制御する
ようにしたため、方位変化入力手段として比較的高価な
ジャイロコンパスを用いず安価な磁気コンパスを用いて
装置を構成することができる。
According to claim 2, in a low elevation angle area, AZ-
The EL mount performs rocking compensation, the XEL axis performs tracking,
On the other hand, in high latitude areas, since the AZ-EL-XEL mount is used to perform vibration compensation, as in claim 1,
It is possible to eliminate singularities related to the AZ-EL mount and to configure an inexpensive device while ensuring tracking accuracy. Further, according to claim 3 of the present invention, in low latitude areas or high elevation angle areas, the direction change taken in from a device such as a magnetic compass causes the antenna to be detected by synchronous detection of the received level signal in high latitude areas or low elevation angle areas. Since the antenna is controlled by correcting the relative orientation of the satellite based on the orientation error, the device can be constructed using an inexpensive magnetic compass instead of a relatively expensive gyro compass as the orientation change input means.

【0208】請求項4によれば、低緯度地域又は高仰角
地域においてAZ−EL−XELマウントにより揺動補
償を実行させる際に、AZ軸を衛星の相対方位だけ回動
させるようにしたため、アンテナの方位制御を簡易に行
うことができ、制御に係る装置構成及びアルゴリズムが
簡易となる。
According to claim 4, when the AZ-EL-XEL mount performs rocking compensation in a low latitude region or a high elevation angle region, the AZ axis is rotated by the relative azimuth of the satellite. The azimuth control can be easily performed, and the device configuration and algorithm related to the control can be simplified.

【0209】請求項5によれば、衛星の相対方位を絶対
方位及び移動体方位を用いて求めるようにしたため、衛
星の絶対方位が既知の場合にこれを利用して衛星の追尾
及び揺動補償を実行することが可能となる。
According to claim 5, since the relative orientation of the satellite is determined using the absolute orientation and the moving object orientation, when the absolute orientation of the satellite is known, this is used to track the satellite and compensate for the oscillation. It becomes possible to execute.

【0210】請求項6によれば、移動体の緯度及び経度
を用いて衛星の仰角及び絶対方位を求めるようにしたた
め、GPS等の装置を利用して衛星の追尾及び揺動補償
を実行することができる。
[0210] According to claim 6, since the elevation angle and absolute azimuth of the satellite are determined using the latitude and longitude of the moving body, tracking of the satellite and swing compensation can be performed using a device such as GPS. Can be done.

【0211】請求項7によれば、衛星の相対方位の修正
を移動体方位の修正として行うようにしたため、簡易な
手段による装置を構成できる。
According to claim 7, since the correction of the relative orientation of the satellite is performed as the correction of the orientation of the moving body, it is possible to construct an apparatus using simple means.

【0212】請求項8によれば、探索制御手段により衛
星の相対方位を探索させるようにしたため、衛星の絶対
方位等の情報を使用することなく、簡易な装置構成で衛
星の追尾及び揺動補償を実行できる。
According to claim 8, since the relative orientation of the satellite is searched by the search control means, the satellite tracking and oscillation compensation can be performed with a simple device configuration without using information such as the absolute orientation of the satellite. can be executed.

【0213】請求項9によれば、アンテナをいわゆるア
レイアンテナとして構成し移相量制御によりビーム指向
特性を切り替えるようにしたため、簡易な構成のアンテ
ナで装置を安価に構成することができる。
According to claim 9, the antenna is constructed as a so-called array antenna, and the beam directivity characteristics are switched by controlling the amount of phase shift, so that the device can be constructed at low cost with an antenna having a simple construction.

【0214】請求項10によれば、脚によりアンテナを
レドーム底面に偏心支持するようにしたため、アンテナ
直下位置にアクセスハッチを設けることが可能となり、
装置の保守性が向上する。
According to claim 10, since the antenna is eccentrically supported on the bottom surface of the radome by the legs, it is possible to provide an access hatch directly below the antenna.
Improves maintainability of equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る揺動補償型アンテナの
実体構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the actual configuration of a swing-compensated antenna according to an embodiment of the present invention.

【図2】この実施例に係るアンテナの軸構成を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing the axial configuration of the antenna according to this embodiment.

【図3】この実施例において用いられるアレイアンテナ
の回路構成を示す概略平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing the circuit configuration of an array antenna used in this example.

【図4】図3に示されるアレイアンテナのビーム制御例
を示すアンテナ利得特性図である。
FIG. 4 is an antenna gain characteristic diagram showing an example of beam control of the array antenna shown in FIG. 3;

【図5】本発明の第1実施例に係る揺動補償型アンテナ
装置の全体回路構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing the overall circuit configuration of a swing-compensated antenna device according to a first embodiment of the present invention.

【図6】この実施例における機械軸駆動部の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a mechanical shaft drive section in this embodiment.

【図7】この実施例における制御量演算部の構成を示す
ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a control amount calculation section in this embodiment.

【図8】この実施例の制御量演算部において用いられる
極座標系を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a polar coordinate system used in the control amount calculation section of this embodiment.

【図9】この実施例の制御量演算部において行われる座
標変換の概念を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating the concept of coordinate transformation performed in the control amount calculation section of this embodiment.

【図10】この実施例における方位・仰角入力部の構成
を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of an azimuth/elevation angle input section in this embodiment.

【図11】この実施例における移相器モード切替部の構
成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a phase shifter mode switching section in this embodiment.

【図12】この実施例におけるアンテナ出力処理部の構
成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of an antenna output processing section in this embodiment.

【図13】本発明の第2実施例に係る揺動補償型アンテ
ナ装置の全体回路構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing the overall circuit configuration of a swing-compensated antenna device according to a second embodiment of the present invention.

【図14】この実施例における方位・仰角入力部の構成
を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of an azimuth/elevation angle input section in this embodiment.

【図15】この実施例における移相器モード切替部の構
成を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of a phase shifter mode switching section in this embodiment.

【図16】この実施例における制御量演算部の構成を示
すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of a control amount calculation section in this embodiment.

【図17】この実施例におけるアンテナ出力処理部の構
成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of an antenna output processing section in this embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  アンテナ素子 12  アレイアンテナ 14  仰角軸 18  仰角軸モータ 26  方位軸 28  支持脚 30  方位軸モータ 44−1,44−3  移相器 50  機械軸駆動部 52  制御量演算部 54  方位・仰角入力部 56  移相器モード切替部 58  アンテナ出力処理部 60  方位誤差検出手段 62  揺動検出手段 64  AZ軸制御手段 66  EL軸制御手段 72  AZ軸制御量演算手段 74  EL軸制御量演算手段 76  移相器制御量演算手段 78  緯度レジスタ 80  経度レジスタ 82  衛星方位仰角演算手段 84  衛星仰角レジスタ 86  移動体方位レジスタ 88  衛星方位レジスタ 90  加算器 92  加算器 94  追尾モード決定手段 96,98  追尾モード切替スイッチ100  位相
切替信号発生手段 102  受信機 104  受信レベル信号発生手段 106  探索制御手段 AZ  アジマス EL  エレベーション XEL  クロスエレベーション S(x,y,z)  衛星の位置座標 φ  衛星の相対方位 φc   方位軸制御角 η  仰角軸制御角 p  ピッチ角 r  ロール角
10 Antenna element 12 Array antenna 14 Elevation axis 18 Elevation axis motor 26 Azimuth axis 28 Support leg 30 Azimuth axis motor 44-1, 44-3 Phase shifter 50 Mechanical axis drive section 52 Controlled amount calculation section 54 Azimuth/elevation angle input section 56 Phase shifter mode switching section 58 Antenna output processing section 60 Direction error detection means 62 Oscillation detection means 64 AZ-axis control means 66 EL-axis control means 72 AZ-axis control amount calculation means 74 EL-axis control amount calculation means 76 Phase shifter control Quantity calculating means 78 Latitude register 80 Longitude register 82 Satellite azimuth/elevation angle calculating means 84 Satellite elevation angle register 86 Mobile object azimuth register 88 Satellite azimuth register 90 Adder 92 Adder 94 Tracking mode determining means 96, 98 Tracking mode changeover switch 100 Phase switching signal Generating means 102 Receiver 104 Reception level signal generating means 106 Search control means AZ Azimuth EL Elevation XEL Cross elevation S (x, y, z) Satellite position coordinate φ Satellite relative azimuth φc Azimuth axis control angle η Elevation axis control Angle p Pitch angle r Roll angle

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定のビーム指向特性を有するアンテナと
、方位に係る機械軸であるアジマス軸と、仰角に係る機
械軸であるエレベーション軸と、エレベーション軸の回
動面に垂直な面内の角度に係る電子軸であるクロスエレ
ベーション軸と、衛星の仰角及び相対方位に応じてアン
テナに衛星を追尾させる追尾制御手段と、アンテナが搭
載される移動体の揺動に応じて当該揺動に起因するアン
テナのずれである揺動成分を補償する揺動補償手段と、
を有する揺動補償型アンテナ装置において、移動体の存
在する緯度が所定の緯度以上である高緯度地域において
、アジマス軸及びエレベーション軸により揺動補償を、
クロスエレベーション軸により衛星の追尾を、それぞれ
実行させるよう、追尾制御手段及び揺動補償手段を制御
する高緯度地域制御手段を備え、高緯度地域においては
AZ−ELマウントにより、他の地域においてはAZ−
EL−電子XELマウントにより、衛星を追尾すること
を特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
Claim 1: An antenna having predetermined beam directivity characteristics, an azimuth axis that is a mechanical axis related to azimuth, an elevation axis that is a mechanical axis related to elevation, and a plane perpendicular to the rotation plane of the elevation axis. a cross-elevation axis that is an electronic axis related to the angle of a swing compensation means for compensating for a swing component that is a deviation of the antenna caused by the
In a swing compensation type antenna device having a swing compensation type antenna device, swing compensation is performed using an azimuth axis and an elevation axis in a high latitude region where a moving object is located at a predetermined latitude or higher.
A high latitude region control means is provided for controlling the tracking control means and the swing compensation means so that the satellite is tracked by the cross-elevation axis.
A swing-compensated antenna device characterized by tracking a satellite using an EL-electronic XEL mount.
【請求項2】所定のビーム指向特性を有するアンテナと
、方位に係る機械軸であるアジマス軸と、仰角に係る機
械軸であるエレベーション軸と、エレベーション軸の回
動面に垂直な面内の角度に係る電子軸であるクロスエレ
ベーション軸と、衛星の仰角及び相対方位に応じてアン
テナに衛星を追尾させる追尾制御手段と、アンテナが搭
載される移動体の揺動に応じて当該揺動に起因するアン
テナのずれである揺動成分を補償する揺動補償手段と、
を有する揺動補償型アンテナ装置において、衛星の仰角
が所定の角度以下である低仰角地域において、アジマス
軸及びエレベーション軸により揺動補償を、クロスエレ
ベーション軸により衛星の追尾を、それぞれ実行させる
よう、追尾制御手段及び揺動補償手段を制御する低仰角
地域制御手段を備え、低仰角地域においてはAZ−EL
マウントにより、他の地域においてはAZ−EL−電子
XELマウントにより、衛星を追尾することを特徴とす
る揺動補償型アンテナ装置。
Claim 2: An antenna having predetermined beam directivity characteristics, an azimuth axis that is a mechanical axis related to azimuth, an elevation axis that is a mechanical axis related to elevation, and a plane perpendicular to the rotation plane of the elevation axis. a cross-elevation axis that is an electronic axis related to the angle of a swing compensation means for compensating for a swing component that is a deviation of the antenna caused by the
In a swing-compensated antenna device having a tilt angle, in a low elevation area where the elevation angle of the satellite is less than a predetermined angle, swing compensation is performed using the azimuth axis and the elevation axis, and satellite tracking is performed using the cross-elevation axis. AZ-EL is equipped with a low elevation angle area control means for controlling the tracking control means and the swing compensation means.
A swing compensation type antenna device characterized in that a satellite is tracked by a mount, and in other areas by an AZ-EL-electronic XEL mount.
【請求項3】請求項1又は2記載の揺動補償型アンテナ
装置において、アンテナの受信レベルを表す受信レベル
信号をビーム指向特性の切替えに係る信号で同期検波す
ることによりアンテナの方位誤差を検出する方位誤差検
出手段と、移動体の方位変化を磁気コンパス等の装置か
ら取り込む方位変化入力手段と、を備え、追尾制御手段
が、高緯度地域又は低仰角地域においては前記方位誤差
に応じて、その他の地域においては前記方位変化に応じ
て、衛星の相対方位を修正することを特徴とする揺動補
償型アンテナ装置。
3. In the swing-compensated antenna device according to claim 1 or 2, an azimuth error of the antenna is detected by synchronously detecting a reception level signal representing the reception level of the antenna with a signal related to switching of beam directivity characteristics. azimuth error detection means for detecting the azimuth error; and azimuth change input means for inputting the azimuth change of the moving body from a device such as a magnetic compass; A swing-compensated antenna device, characterized in that the relative orientation of the satellite is corrected in accordance with the change in orientation in the region.
【請求項4】請求項1又は2記載の揺動補償型アンテナ
装置において、追尾制御手段が、高緯度地域又は低仰角
地域を除く地域において、衛星の相対方位だけアジマス
軸を回動させ、アンテナの方位を制御することを特徴と
する揺動補償型アンテナ装置。
4. In the swing-compensated antenna device according to claim 1 or 2, the tracking control means rotates the azimuth axis by the relative azimuth of the satellite in regions other than high latitude regions or low elevation angle regions, and A swing-compensated antenna device characterized by controlling orientation.
【請求項5】請求項3記載の揺動補償型アンテナ装置に
おいて、衛星の仰角及び絶対方位を求める衛星方位仰角
演算手段と、衛星の絶対方位から移動体方位を減算する
ことにより、衛星の相対方位を求める手段と、を備える
ことを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
5. The swing-compensated antenna device according to claim 3, further comprising: a satellite azimuth/elevation angle calculation means for calculating the elevation angle and absolute azimuth of the satellite; A swing-compensated antenna device comprising: means for determining an azimuth.
【請求項6】請求項5記載の揺動補償型アンテナ装置に
おいて、移動体の緯度及び経度を入力する手段を備え、
衛星方位仰角演算手段が、移動体の緯度及び経度に基づ
き既知の衛星軌道から衛星の仰角及び絶対方位を求める
ことを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
6. The swing-compensated antenna device according to claim 5, further comprising means for inputting the latitude and longitude of the moving body;
1. A swing-compensated antenna device, wherein the satellite azimuth and elevation calculation means calculates the elevation angle and absolute azimuth of the satellite from a known satellite orbit based on the latitude and longitude of the moving object.
【請求項7】請求項6記載の揺動補償型アンテナ装置に
おいて、追尾制御手段による衛星の相対方位の修正が、
移動体方位の修正として行われることを特徴とする揺動
補償型アンテナ装置。
7. The swing-compensated antenna device according to claim 6, wherein the correction of the relative orientation of the satellite by the tracking control means comprises:
A swing-compensated antenna device characterized in that the correction is performed as a correction of the orientation of a moving object.
【請求項8】請求項3記載の揺動補償型アンテナ装置に
おいて、アンテナにより衛星の相対方位を探索させる探
索制御手段を備えることを特徴とする揺動補償型アンテ
ナ装置。
8. The swing-compensated antenna device according to claim 3, further comprising search control means for causing the antenna to search for the relative orientation of the satellite.
【請求項9】請求項1又は2記載の揺動補償型アンテナ
装置において、アンテナが、クロスエレベーション軸の
ビーム切替方向を行として2乃至3行N(Nは自然数)
列に配置されたアンテナ素子と、少なくともアンテナ素
子配列において端に配置される2行について設けられ、
クロスエレベーション軸制御量に応じた量だけ対応する
行の受信信号を移相させる複数の移相器と、を有するこ
とを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
9. The swing-compensated antenna device according to claim 1 or 2, wherein the antenna has 2 to 3 rows N (N is a natural number) with the beam switching direction of the cross-elevation axis as a row.
provided for antenna elements arranged in columns and at least two rows arranged at the ends in the antenna element array,
A swing-compensated antenna device comprising: a plurality of phase shifters that shift the phase of a received signal in a corresponding row by an amount corresponding to a cross-elevation axis control amount.
【請求項10】請求項9記載の揺動補償型アンテナ装置
において、アンテナを覆う有底椀状のレドームと、レド
ームの底面にアンテナを偏心支持する脚と、を備え、レ
ドーム底面におけるほぼアンテナ直下位置にアクセスハ
ッチが開口することを特徴とする揺動補償型アンテナ装
置。
10. The swing-compensated antenna device according to claim 9, comprising: a bottomed bowl-shaped radome that covers the antenna; and legs that eccentrically support the antenna on the bottom surface of the radome, and the antenna device includes a radome that is substantially directly below the antenna on the bottom surface of the radome. A swing-compensated antenna device characterized in that an access hatch opens at a certain position.
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