JPH0464074A - 追尾型アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、船舶などの移動体に搭載され、衛星を追尾し
て受信信号を衛星通信・衛星放送に供する追尾型アンテ
ナ装置に関する。

［従来の技術］ 追尾型アンテナ装置は、列車における衛星放送受信用や
海事衛星通信用として知られている。すなわち、移動体
においてはその移動等により移動体本体から見た衛星の
方向が変化する。このため、衛星から信号を受信して移
動体に搭載された衛星通信・衛星放送受信機に供給する
ためには、搭載に係る移動体の移動等による方位変化を
アンテナの方位制御により相殺する必要かある。追尾型
アンテナ装置は、このような動作を可能とするアンテナ
装置である。

前述のように、追尾型アンテナ装置の主な用途としては
、列車における衛星放送受信と、海事衛星通信と、があ
る。

前者においては、追尾原理は一般にモノパルス方式であ
る。この方式は、追尾用の和差信号を生成し、この和差
信号を用いてアンテナを駆動する方式である。このため
、比較的追尾性能は良いとされる。

後者においては、ジャイロコンパス等の方位基準を発生
させる装置を用い、その出力を利用して船舶の進路変更
・旋回による相対的な衛星方位の変化を打ち消すという
方式が採用されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の追尾型アンテナ装置においては、次のような問題
点があった。

まず、モノパルス方式においては、和差信号の生成のた
めにアンテナ系、高周波回路、中間周波数回路等の構成
が複雑となり、高価格となる。また、山、建築物、立木
等の障害物により一時的にブロッキングを受けて衛星か
らの電波が消失した場合、アンテナか迷走してしまうと
いう問題もある。さらに、近年、衛星の送信電力を有効
利用するために蓄積したデータを一括して送信するバー
スト信号による衛星システムが増加している。バースト
信号は、モノパルス方式における追尾信号として利用す
るのが困難である。

また、１００トン未満の小型船舶や陸上移動体において
は、一般にジャイロコンパスのような信頼性の高い方位
基準を発生させる装置は設備コスト等の点から搭載でき
ず、ジャイロコンパス等の出力を利用する方式を用いる
ことができない。

本発明は、この様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、ジャイロコンパス等の高信頼性を
有する装置を搭載しない小型船舶、陸上移動体等にも搭
載でき、迷走を起こさずにかつバースト信号により正確
に追尾できる安価な追尾型アンテナ装置を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、第１図に
示される構成を有している。すなわち、少なくとも１軸
で回動可能に支持され衛星からの信号を受信するアンテ
ナａと、移動体の旋回角速度を検出し信号出力する旋回
角速度検出手段すと、旋回角速度検出手段すの出力を累
積し移動体方位を求める移動体方位演算手段Ｃと、アン
テナａにおける受信の搬送波電力対雑音比（以下、Ｃ／
ＮＯという）に対応する値を有する受信レベル信号を生
成出力する受信レベル検出手段ｄと、受信レベル信号の
値に基づき逐次アンテナａと衛星の相対的な方位ずれで
ある方位誤差を検出し、方位誤差に基づき移動体方位の
修正量を求めて移動体方位演算手段Ｃに供給する方位誤
差修正手段ｅと、アンテナａからの受信信号を復調する
と共に、搬送波の存在を示すキャリア検出信号を発生す
る復調手段ｆと、キャリア検出信号が一定時間以上無い
場合、少なくともキャリア検出信号か復帰するまで逐次
移動体方位の修正量を発生し、探索修正量として移動体
方位演算手段Ｃに供給する移動体方位探索手段ｇと、衛
星方位を逐次更新しつつ入力する衛星方位入力手段りと
、衛星方位及び移動体方位に基づきアンテナ指令角を演
算する指令角演算手段ｉと、アンテナ指令角に従いアン
テナａの角度を制御し、アンテナａにより衛星を追尾さ
せるアンテナ角度制御手段ｊと、を備えることを特徴と
する。

本発明の請求項（２）は、旋回角速度検出手段すの周囲
温度を検出するようこの旋回角速度検出手段すに近接配
置された温度検出手段と、所定の温度範囲について、温
度検出手段により検出された温度と、この温度において
移動体の旋回角速度が零である場合の旋回角速度検出手
段すの出力であるオフセット量と、を対応付けて記憶す
る角速度オフセット記憶手段と、温度検出手段により検
出されている温度に対応するオフセット量を角速度オフ
セット記憶手段から読み出し、現在の旋回角速度検出手
段すの出力を補正する角速度オフセット補正手段と、角
速度オフセット補正手段により補正された旋回角速度検
出手段すの出力に、零角速度近傍の値を零とする角速度
不感帯付与処理を施して移動体方位演算手段Ｃに供給す
る角速度不感帯付与手段と、を備えることを特徴とする
。

本発明の請求項（３）は、温度検出手段により検出され
た温度と、旋回角速度検出手段すの出力感度の温度変動
を表す感度補正値と、を対応付けて記憶する角速度感度
補正値記憶手段と、温度検８手段により検出されている
温度に対応する感度補正値を角速度感度補正値記憶手段
から読み出し、角速度オフセット補正手段により補正さ
れた旋回角速度検出手段すの出力を補正する角速度感度
補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項（４）は、旋回角速度検出手段すと温度
検出手段を近接して断熱筐体に収容することを特徴とす
る。

本発明の請求項（５）は、方位誤差修正手段ｅが、受信
レベル信号の値を累積加算する累積加算手段と、累積加
算手段による累積加算が所定個数の受信レベル信号につ
いて行われたときに、この累積加算の結果を転送格納す
る格納手段と、累積加算の結果の転送時に、この累積加
算の結果と、それまで格納手段に格納されていた前回の
累積加算の結果と、を比較する比較手段と、比較手段に
おける比較の対象とされた２種類の累積加算の結果の差
から方位誤差を推定し、移動体方位の修正量を発生し移
動体方位演算手段Ｃに供給する方位誤差修正量発生手段
と、を有することを特徴とする。

そして本発明の請求項（６）は、累積加算手段が搬送波
（キャリア）が検出されているときのみ受信レベル信号
を累積加算することを特徴とする。

［作用］ 本発明の追尾型アンテナ装置においては、指令角演算手
段ｉにより衛星方位及び移動体方位からアンテナ指令角
が演算される。

このうち衛星方位は、衛星方位入力手段りにより入力さ
れる。

衛星方位入力手段りは、マニュアル入力に係る数値キー
ボードを備えた操作盤、又は予め記憶された衛星位置と
ＧＰＳ受信機等から得られる移動体の位置（緯度、経度
）から衛星方位を計算する機能をもつ自動入力に係る装
置によって実現できる。

一方、移動体方位は、移動体方位演算手段Ｃにより移動
体旋回角速度を一定の時間毎にサンプルし累積加算する
ことによって得られる。この角速度は旋回角速度検出手
段すにより検出される。

また、方位誤差検出手段ｅは受信レヘル検出手段ｄによ
り生成される受信レベル信号の値に基づき逐次、アンテ
ナａの最大利得方向と衛星の相対的な方位誤差を求め移
動体方位の修正量を発生する。これは、移動体方位演算
手段Ｃに供給され、移動体方位が逐次修正される。受信
レベル信号の値は、Ｃ／　Ｎ　ｏに対応する値である。

このようにして求められたアンテナ指令角は、アンテナ
角度制御手段ｊに供給され、アンテナａの角度が制御さ
れる。この結果、アンテナａにより衛星が追尾される。

また、移動体方位探索手段ｇは、復調手段ｆのキャリア
検出信号を受けとる。一定時間以上キャリア検出信号が
存在しない場合、搬送波か存在しないとみなせるため、
移動体方位探索手段ｇは逐次移動体方位の修正量（探索
修正量と呼ぶ）を発生させ移動体方位演算手段Ｃに供給
する。この後、良好な受信状態となって復調手段ｆによ
り搬送波が検出されるまで同様の動作が繰り返される。

なお、一回転乃至それ以上の探索を行ってもキャリア検
出信号が得られない場合は移動体方位を当初の値に戻し
所定の時間経過後、相変らずキャリア検出信号が得られ
ない場合は、再び探索動作を繰り返すようにすればよい
。

また、探索に利用する搬送波がディジタル変調されてお
り、復調手段ｆが同期用信号（通常ユニークワードと呼
ばれる）が組み込まれている場合は、復調手段ｆが同期
用信号を検出し、同期が確立した場合、同期信号（ＳＹ
ＮＣ信号とも呼ばれる）を発するようにすればよい。こ
の様な場合、キャリア検出信号の代りに同期信号（ＳＹ
ＮＣ信号）を利用することもできる。

本発明の請求項（２）においては、温度検出手段により
旋回角速度検出手段すの周囲温度が検出され、角速度オ
フセット補正手段に供給される。

さらに、角速度オフセット補正手段により、この周囲温
度に対応するオフセット量か角速度オフセット記憶手段
から読み出される。ここで、角速度オフセット記憶手段
に記憶されているオフセット量は、移動体の旋回角速度
が零である場合の旋回角速度検出手段すの出力に対応し
ており、一般にある温度特性を有している。

旋回角速度検出手段すの出力は、この角速度オフセット
補正手段により読み出されたオフセット量に基づき補正
される。すなわち、その直流成分の温度ドリフトのオフ
セット補正が行われる。

さらに、角速度オフセット補正手段により補正された旋
回角速度検出手段すの出力について、角速度不感帯付与
手段により角速度不感帯付与処理が施される。この処理
は、角速度オフセット補正後の残留オフセットの影響を
取り除くため零角速度近傍の値を零として感度低下させ
る処理である。

二のような処理の結果得られる角速度不感帯付与手段の
出力は、オフセット補正が施され、さらに残留オフセッ
トの影響を取り除くために零角速度近傍を不感帯とした
旋回角速度である。そして、この旋回角速度は、移動体
方位演算手段Ｃに供給される。

従って、この様な構成により、旋回角速度検出手段すの
オフセットに起因する移動体方位の誤差が低減すること
となり、アンテナａの衛星追従精度か向上する。

本発明の請求項（３）においては、角速度オフセット補
正後の旋回角速度検出手段すの出力が、感度補正値に基
づき角速度感度補正手段により補正される。

ここで、感度補正値とは、旋回角速度検出手段すの出力
感度の温度変動を表す数値であり、例えば一定旋回角速
度の下での基準温度における旋回角速度検出手段すの出
力に対する他の温度における旋回角速度検出手段すの出
力（出力感度比）等の値である。この感度補正値は、角
速度感度補正値記憶手段において温度と対応付けて記憶
される。

角速度感度補正手段は、温度検出手段により検出されて
いる温度に対応する感度補正値を、角速度感度補正値記
憶手段から読み出す。角速度オフセット補正後の旋回角
速度検出手段すの出力は、読み出された感度補正値に基
づき補正される。

これにより、温度による出力感度変動に起因する移動体
方位の誤差が低減し、アンテナａによる衛生追従精度が
向上する。

本発明の請求項（４）においては、旋回角速度検出手段
すには断熱筐体により断熱措置か施される。この結果、
温度検出手段の近接収納により、角速度オフセット補正
が効果的となる。

本発明の請求項（５）においては、受信レベル信号の値
が累積加算手段により累積加算され、所定回数の累積加
算ののちに格納手段に転送格納される。このとき、それ
まで格納手段に格納されていた前回の累積加算の結果と
、今回の累積加算の結果とが、比較手段により比較され
、この結果、更新前後の２つの移動体方位に対する受信
レベル信号の変動量が求められ、この変動量のデータと
前回の移動体方位の修正角をもとに新しい移動体方位の
修正角が決定される。

そして、本発明の請求項（６）においては、累積加算手
段は、搬送波が存在しているときのみ受信レベル信号を
累積加算する。この累積加算は、衛星よりバースト信号
が出力されていないとき、または衛星よりの信号電波が
ブロッキングを受けているときなどキャリア検出信号が
存在しないときを除いて行われる。このように、受信レ
ベル信号を一定回数累積加算することにより、アンテナ
ａにより受信される信号がバースト信号であっても、ま
たブロッキングを受は易い状況であっても迷走すること
なく一定の信頼性をもって衛星を追尾可能である。

なお、追尾に利用する搬送波がディジタル変調されてお
り、復調手段ｆの同期の為の同期用信号が組み込まれて
いる場合は、探索の場合と同しく復調手段ｆか同期用信
号を検出し、同期が取れたときに同期信号（ＳＹＮＣ信
号）を発するようにしてもよい。このような場合はキャ
リア検出信号の代りに同期信号（ＳＹＮＣ信号）を利用
することもできる。

［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。

（１）実施例の実体構成 第２図には、本発明の一実施例に係る追尾型アンテナ装
置の実体構成か示されている。

第２図（ａ）において斜視外観が、第２図（ｂ）におい
て側面が示される本実施例は、平板状のアンテナ１０が
半球状のケースに収納された形状を有している。また、
アンテナ１０は、方位軸モータ１２とギアにより連結さ
れ、方位軸モータ１２の駆動により回転する。アンテナ
１０の回転は、アンテナ１０の軸とベルトにより連結さ
れたロークリエンコーダ１４によりその角度の変化とじ
て検出される。

アンテナ１０のネック部には、受信機１６が配設されて
いる。この受信機１６は、アンテナ１０により受信され
た衛星からの信号を処理し、所定周波数の中間周波数信
号（以下、ＩＦ倍信号いう）として出力する。

アンテナ１０の周囲には、レートセンサ１８、エレクト
ロニクスユニット２０、電源装置２２が配設されている
。レートセンサ１８は、この実施例が搭載される小型船
舶等の移動体の旋回に係る角速度を検出するセンサてあ
り、エレクトロニクスユニット２０は、本実施例を構成
する回路を収納するユニットであり、電源装置２２は、
これら各部材に電力を供給する装置である。

（２）実施例の回路構成 第３図には、本実施例において主にエレクトロニクスユ
ニット２０に内蔵される回路構成が示されている。

（２，１）サーボループ この図においては、アンテナ１０の角度をサーボ制御す
るループか示されており、このループはアンテナ１０、
ロークリエンコーダ１４、アンテナ角度レジスタ２４、
加算器２６、サーボ誤差レジスタ２８、モータ駆動回路
３０及び方位軸モータ１２から構成されている。

すなわち、ロータリエンコーダ１４によってアンテナ１
０の角度か検出され、その結果かアンテナ角度レジスタ
２４に格納される。アンテナ角度レジスタ２４の内容は
、後述のアンテナ指令角レジスタ３２から供給されるア
ンテナ指令角から加算器２６により減算される。この減
算の結果、すなわちサーボ誤差は、サーボ誤差レジスタ
２８に一旦格納され、さらにその内容に基づきモータ駆
動回路３０か方位軸モータ１２を回転駆動する。

この結果、アンテナ１０の角度がアンテナ指令角レジス
タ３２から供給されるアンテナ指令角に一致するよう、
サーボ制御される。

（２，２）アンテナ指令角の演算手段 アンテナ指令角レジスタ３２には、アンテナ１０を制御
する目標角であるアンテナ指令角が格納されている。こ
のアンテナ指令角は、アンテナ指令角レジスタ３２の前
段に接続された加算器３４により衛星方位から移動体方
位が減算されて生成される数値である。

（２，２，１）衛星方位の入力手段 このうち、衛星方位はアンテナ１０による追尾の対象と
なる衛星の方位を示す数値であり、衛星方位入力手段３
６から加算器３４に入力される。

衛星方位入力手段３６は、ＧＰＳ受信機等を利用して移
動体の位置（緯度、経度）を把握し、予め記憶された衛
星位置データを利用して、衛星方位を計算する外部装置
から、衛星方位を示す情報を取り込む手段である。

（２，２，２）移動体方位の演算手段 一方、移動体方位は本実施例の追尾型アンテナ装置が搭
載される車両や小型船舶等の移動体の方位を示す数値で
あり、移動体方位レジスタ３８から加算器３４に入力さ
れる。

この実施例において、移動体方位レジスタ３８の内容は
、前段に接続された加算器４０の出力により更新される
。すなわち、移動体方位レジスタ３８の出力は加算器４
０に入力されており、加算器４０により修正角と加算さ
れ、再び移動体方位レジスタ３８に格納される。

（２，２，３）レートセンサの出力 加算器４０において移動体方位レジスタ３８の内容と加
算される修正角としては、この実施例においては３種類
の数値か採用されている。

このうち一つは、レートセンサ１８の出力をＭＰＵ４２
により補正した量であり角速度を表わしている。すなわ
ち、移動体が旋回した場合、レートセンサ１８により移
動体の角速度が検出される。

この角速度は、所定時間をとれば移動体の旋回角そのも
のであり、従って移動体方位の変化分として採用できる
。

一般に、レートセンサ１８はジャイロコンパス等に比べ
安価であるが、一方で、その不完全さの為に直流成分（
オフセット）を有し、さらに温度等の環境要因でドリフ
トを生じるために対策を講じなければならない。そこで
、本実施例においてはレートセンサ１８の出力の直流成
分（オフセット）を除去し、温度ドリフトの影響を軽減
する為にＭＰＵ４２、ディジタルの温度計４４、アドレ
ス発生器４０．４８、ＲＯＭ　５０及び５２を使用する
。加えて、同じ目的でレートセンサ１８を断熱ケース５
４に収納し、この断熱ケース５４の内部を断熱材５６て
充填させる。これと共に受信信号のＣ／　Ｎ　ｏに基づ
くステップトラックによる移動体方位の修正を行ってい
るか、この点については後に詳述する。

（２，２Ｊ、１）角速度オフセット補正この実施例にお
いて用いられるＭＰＵ４２の機能は、概略、角速度オフ
セット補正、角速度不感帯付与及び感度変動の補正の３
個であるということができる。

まず、角速度オフセット補正は、レートセンサ１８の周
囲温度を温度計４４により検出して行う処理である。

温度計４４は、断熱ケース５４内部にレートセンサ１８
に近接、より好ましくは密着して配置される。この温度
計４４は、ディジタル出力形式の温度計であり、その出
力はアドレス発生器４６に供給される。

アドレス発生器４６は、温度計４４の出力をＲＯＭ５０
のアドレスに変換する素子である。すなわち、温度計４
４の出力にはＲＯＭ５０の所定のアドレスが対応付けら
れ、割り当てられる。

ＲＯＭ５０には、レートセンサ１８のオフセット量が格
納されている。格納に係るオフセット量は移動体の使用
環境によって定まる所定の温度範囲についてのオフセッ
ト量であり、ＲＯＭ５０のあるアドレスを指定するとあ
る所定の温度下でのオフセット量が読み出される。従っ
て、ＲＯＭ　５０には温度とその温度におけるオフセッ
ト量とか対応記憶されているといえる。

一方、ＭＰＵ４２には、レートセンサ１８の出力及びＲ
ＯＭ５０からのオフセット量が取り込まれる。ここで、
温度計４４によって測定されるレートセンサ１８の周囲
温度に応じてＲＯＭ５０かアドレス指定されるため、Ｍ
ＰＵ４２に取り込まれるオフセット量は同時に取り込ま
れるレートセンサ１８出力と同一温度に係るオフセット
量である。

ＭＰＵ４２は、取り込んだレートセンサ１８出力からこ
のオフセット量を減算する。この結果、オフセット量が
補償された旋回角速度か得られることになる。

第６図には、レートセンサ１８の出力及びオフセット補
正された角速度の一例が、示されている。

第６図において破線２００で示されるように、レートセ
ンサ１８の出力は、例えば低温でオフセット正、高温で
オフセット負の特性を有している。

ＲＯＭ５０は、例えば二の図に示される一４０〜８０℃
の温度範囲についてオフセット量を記憶している。この
場合、この図の温度範囲に属する温度を示すアドレスを
アドレス発生器４６が発生させることにより、当該温度
に係るオフセット量がＭＰＵ４２に供給される。

このオフセット量に基づき旋回角速度の補正が行われる
と、レートセンサ１８の周囲温度による変動のない角速
度が得られることになる。例えば、旋回角速度か零の時
のレートセンサ１８出力についてオフセット補正を行う
と、第６図において実線３００で示されるような温度特
性のない角速度曲線が得られる。

（２，２，３，２）角速度不感帯付与 ＭＰＵ４２は、角速度オフセット補正の後、角速度不感
帯付与処理を実行する。

この角速度不感帯付与処理の内容が、第７図において図
示されている。

すなわち、ＭＰＵ４２は、オフセット補正された角速度
（第７図の「角速度入力」）の零近傍の所定範囲４００
について、画一的に零値に変換し、出力する。

この範囲は、角度オフセット補正後の残留オフセット量
の所定温度範囲における最大値（正の符号）及び最小値
（負の符号）を含む範囲に設定される。

このように、角速度オフセット補正及び角速度不感帯付
与によりレートセンサ１８のオフセット及びその温度ド
リフトの影響を抑圧することかできる。

（２，２，３，３）感度変動の補正 角速度オフセット補正及び角速度不感帯付与か施された
旋回角速度について、さらにレートセンサ１８の出力感
度変動の補正が施される。

この補正は、ＭＰ　Ｕ　４２によって行われる。

すなわち、ＭＰＵ４２は、感度補正値を取り込み、角速
度オフセット補正及び角速度不感帯付与が施されたレー
トセンサ１８出力から温度による感度変動分を減する。

感度補正値は、ＲＯＭ５２において温度と対応付けて記
憶されている。アドレス発生器４８は、温度計４４の出
力をＲＯＭ５２のアドレスに変換する装置であり、従っ
て、ＭＰＵ４２に読み込まれる感度補正値は温度計４４
の出力に対応する値である。

感度補正値とは、具体的には出力感度比、あるいはその
逆数のように、温度によるレートセンサ１８の出力感度
変動を示す値である。出力感度比とは、旋回角速度一定
の条件下において、基！ｌｆＩ温度（例えば２５℃）で
のレートセンサ１８出力に対するレートセンサ１８出力
の比をいう。たたし、ここにいうレートセンサ１８出力
とは角速度オフセット補正後のものをさす。

従って、レートセンサ１８がある温度下で動作している
ときに、当該温度における感度補正値をもって温度によ
る感度変動分を補償することかできる。

（２、２、４）復調器のキャリア検出信号受信機１６の
出力は、復調器５８に接続されている。復調器５８は、
信号の復調を行うと共に、キャリア検出を行ってキャリ
アの存在を示すキャリア検出信号を出力する。

復調器５８のキャリア検出は、一般の復調器における基
本技術の一つであり、ここでは詳述しないが、ＰＬＬに
よる方法など多数の方式が開発または実用化されている
。キャリア検圧信号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わす信号である。

（２，２，５）移動体方位探索回路 復調器５８の後段には、移動体方位探索回路６０及びス
テップトラック制御回路６２か接続されており、両回路
６０及び６２は加算器４０に接続されている。すなわち
、両回路６０及び６２の出力は移動体方位の修正に用い
られる。

ここではまず、移動体方位探索回路６０について説明す
る。

第４図には、移動体方位探索回路６０の構成か示されて
いる。この回路６０は、復調器５８からのキャリア検出
信号（または同期信号）を受けとり、キャリア検出信号
がＯＦＦの場合、カウンタＡ６４により計時を開始する
。

即ち、復調器５８からキャリア検出信号が供給されると
、この信号はＡＮＤゲート６６に供給される。ＡＮＤゲ
ート６６には、タイミング信号発生器６８により発生さ
せられるタイミングクロックＴ１が入力されており、こ
のクロックＴ１とキャリア検出信号とのＡＮＤがカウン
タＡ６４に供給される。即ち、タイミングクロックＴ１
によりキャリア検出信号のカウンタＡ６４への入力タイ
ミングが制御される。

カウンタＡ６４の後段には、一致回路Ａ７０及びＡＮＤ
ゲート７２を介して探索フリップフロップ７４が接続さ
れている。ＡＮＤゲート７２には、前述のタイミングク
ロックＴ１と同様にタイミング信号発生器６８によって
発生するタイミングクロックＴ２が供給されている。

即ち、カウンタＡ６４の計数値が一致回路Ａ７０に設定
されている所定の値に達した場合、一致回路Ａ７０の出
力がＡＮＤゲート７２を介して探索フリップフロップ７
４に同期出力される。探索フリップフロップ７４の出力
は、ＡＮＤゲート７６に接続されている。ＡＮＤゲート
７６にはタイミング信号発生器６８から供給されるタイ
ミングクロックＴ３が入力されており、このタイミング
クロックＴ３と同期させて探索フリップフロップ７４か
らの出力がスイッチ７８に供給される。

スイッチ７８は、探索ステップ角発生器８０の出力を加
算器４０に対して出力するために切換えるスイッチであ
る。

すなわち、衛星を探索するためにアンテナ１０を回動さ
せる場合、この回動は所定の角度刻みで行う必要がある
。探索ステップ角発生器８０からスイッチ７８を介して
加算器４０に探索ステップ角か出力されると、この探索
ステップ角によって移動体方位が修正され、結果として
アンテナ指令角が変化することとなる。従って探索ステ
ップ角発生器８０からの出力を加算器４０に供給するこ
とによってアンテナ１０の回動、従って衛星の探索が可
能となる。

この実施例においては、−数回路Ａ７０の出力がＡＮＤ
ゲート７２を介して探索フリップフロップ７４に供給さ
れている状態、即ち探索フリップフロップ７４のセット
状態においては、スイッチ７８がオンされ、探索ステッ
プ角発生器８０から出力される探索ステップ角が加算器
４０に出力される。

この状態において、キャリア検出信号かＯＮとなった場
合、探索フリップフロップ７４のリセットが実行される
。

すなわち、復調器５８から供給されるキャリア検出信号
は前述のＡＮＤゲート６６と共にＯＲケート８２にも入
力されている。ＯＲゲート８２の出力端は探索フリップ
フロップ７４のリセット端子に接続されており、キャリ
ア検出信号かＯＮすると探索フリップフロップ７４がリ
セットされることとなる。このとき、探索フリップフロ
ップ７４の出力が反転し、これに応じてスイッチ７８か
０ＦＦＬ加算器への探索ステップ角の供給か断たれるこ
ととなる。

これらの動作の結果、キャリア検出信号かＯＦＦしてい
る状態では探索ステップ角か加算器４０に供給されてア
ンテナ１０の回動による衛星の探索が行われ、キャリア
検出信号がＯＮに変化するとこの探索が終了する。

この様な探索動作において、アンテナ１０が一回転した
場合、すなわち移動体方位レジスタ３８に格納されてい
る移動体方位を一回転させきった場合、移動体方位探索
回路６０全体のリセット動作が実行される。

すなわち、前述のＡＮＤゲート７６の８カはスイッチ７
８のみでなく、カウンタＢ８４にも接続されている。カ
ウンタＢ８４の出力は、−数回路Ｂ８６に接続されてお
り、−数回路Ｂ８０は更にＯＲゲート８２に接続されて
いる。ＯＲゲート８２の８カは、前述の探索フリップフ
ロップ７４の他、カウンタＡ６４、−数回路Ａ７０、カ
ウンタＢ８４及び−数回路Ｂ８６のそれぞれのリセット
端子に接続されている。

すなわち、ＡＮＤゲート７６の出力によりスイッチ７８
がＯＮされている場合、カウンタＢ８４はこの動作によ
る探索ステップ角の供給回数を計数し、−数回路Ｂ８６
はカウンタＢ８４による計数結果を所定の値と比較する
。この所定の値は、移動体方位の一回転に相当する値で
ある。−数回路Ｂ８６において、カウンタＢ８４の計数
結果がこの所定値と一致すると判定された場合、すなわ
ち移動体方位が一回転した場合、−数回路Ｂ８６の出力
がＯＲゲート８２を介してカウンタＡ６４、−数回路Ａ
７０、探索フリップフロップ７４、カウンタＢ７４及び
−数回路Ｂ８６のリセット端子に供給される。これによ
り、リセット端子への信号供給を受けた故障回路はリセ
ット動作を行うため、移動体方位探索回路６０全体かり
セントされることとなる。

なお、探索用に利用する搬送波（キャリア）がバースト
信号の場合はカウンタＡ６４による計時を最大バースト
間隔より長くする。

（２，２，ｌ１ｉ）ステップ角 ステップトラック制御回路６２は、加算器４０において
移動体方位の修正角として用い′られるステップ角を生
成する回路である。ステップトラック制御回路６２にお
けるステップ角の生成は、受信レベル信号に基づき行わ
れる。

ここで、受信レベル信号は、ステップトラック制御回路
６２の前段に接続される受信レベル検出器８８により受
信機１６の出力に基づき生成される信号である。

すなわち、受信機１６は、アンテナ１０により受信され
た信号について所定の処理を施して、所定周波数の中間
周波信号（ＩＦ倍信号呼ぶ）として出力する。受信レベ
ル検出器８８は、このＩＦ倍信号含まれるキャリアのレ
ベル等からＣ／　Ｎ　。

を推定し、受信レベル信号を生成する。例えば、その値
がＣ／　Ｎ　ｏに対して単調増加となるよう、受信レベ
ル信号を生成する。

この受信レベル信号は、ステップトラック制御回路６２
に供給され、ステップトラック制御回路６２は、受信レ
ベル信号の増減に応してステップ角を求める。このステ
ップ角は加算器４０に入力され、移動体方位の修正に用
いられる。

この実施例において、ステップ角を移動体方位の修正に
用いる意義は、ステップ角により受信のＣ／　Ｎ　ｏか
良好となるようアンテナ１０の角度を調整できる点にあ
る。このため、ステップトラック制御回路６２には、受
信のＣ／　Ｎ　ｏをモニターしてステップ角を生成する
という機能が求められる。かかる機能を実現すべく、ス
テップトラック制御回路６２は第５図に示されるような
構成を有している。

第５図は、この実施例におけるステップトラック制御回
路６２の構成を示すブロック図である。

この図においては、受信レベル信号の値を格納する累積
レジスタ９０か示されている。この累積レジスタ９０の
入力端にはスイッチ９２を介して加算器９４が接続され
ており、この加算器９４には受信レベル信号及び累積レ
ジスタ９０の内容が入力される。

すなわち、スイッチ９２がオンしている場合、累積レジ
スタ９０の内容には受信レベル信号の値が逐次加算器９
４により加算される。また、スイッチ９２は、加算指令
パルス発生器９６の出力（加算指令パルス）によって制
御される。加算指令パルス発生器９６は、キャリア検出
信号が存在するときのみ、一定の間隔で加算指令パルス
を発生するように構成する。なお、受信レベル信号がア
ナログ信号の場合は、図示しないＡ／Ｄ変換器等により
ディジタル量に変換されているものとする。従って、累
積レジスタ９０への受信レベル信号の値の累積加算は、
キャリア検出信号が存在するときのみ行われる。

加”ｌｌ指令パルス発生器９６の後段には、カウンタ９
８及び一致回路１００か順次接続されている。

カウンタ９８は、加算指令パルス発生器９６から加算指
令信号を取り込み、加算指令信号の出力回数をカウント
する。

一致回路１００は、カウンタ９８によるカウント結果を
取り込み、所定の値と比較する。すなわち、このカウン
ト結果は累積レジスタ９０における累積加算の回数を示
しており、一致回路１００は累積加算が所定回数たけ行
われたかを判断することになる。一致回路１００は、比
較の結果一致している場合にはステップ角加算指令信号
及び比較指令信号を出力する。

一方で、累積レジスタ９０の後段にはスイッチ１０２を
介して第２累積レジスタ１０４か接続されている。また
、第２累積レジスタ１０４の後段には比較器１０６、ス
テップ角発生器１０８及びスイッチ１１０が順次接続さ
れている。

すなわち、一致回路１００からステップ角加算指令信号
か発せられたときには前述の累積加算か所定回数だけ行
われているため、スイッチ１０２がステップ角加算指令
信号に応して閉じられ、累積レジスタ９０の内容が第２
累積レジスタ１０４に転送格納される。このとき、ステ
ップ角加算指令信号はカウンタ９８及び累積レジスタ９
０にも供給され、カウンタ９８及び累積レジスタ９０の
内容がリセットされると共に累積レジスタ９０における
累積加算か新たに開始される。

この後、累積加算か継続され再びカウンタ９８のカウン
ト回数が所定値に達したとき、一致回路１００から比較
器１０６に比較指令信号か供給され、比較器１０５は累
積レジスタ９０の内容と第２累積レジスタ１０４の内容
を比較する。

比較器１０６は、比較の結果、前者が後者よりも小さい
ときにはステップ角の符号を保存し、大きい場合には反
転するよう、ステップ角発生器１０８に指示する。すな
わち、累積レジスタ９０の内容より第２累積レジスタ１
０４の内容の方が大の時は、アンテナ１０の角度の修正
かよりＣ／ＮＯか大となる方向に行われていると見なせ
るため、現在のステップ角の符号を保存する。この逆の
場合、Ｃ／　Ｎ　ｏが小さくなる方向に修正されている
と見なせるため、ステップ角の符号を反転する。

ステップ角発生器１０８は、比較器１０６の指示に応じ
て符号を付した所定の大きさのステップ角を出力する。

ステップ角発生器１０８の出力側に設けられたスイッチ
１１０は、一致回路１００からのステップ角加算指令信
号に応じて閉じられる。これにより、ステップ角発生器
１０８からスイッチ１１０を介して加算器４０にステッ
プ角が供給されることになる。

従って、ステップトラック制御回路６２により、Ｃ／　
Ｎ　ｏに応じた符号を有するステップ角が生成され、移
動体方位の修正に用いられることになる。

（３）実施例の効果 このように、本実施例によれば、アンテナ１０の角度を
アンテナ指令角に応してサーボ制御することができ、ア
ンテナ１０により衛星を追尾することができる。

また、本実施例においては、アンテナ指令角か、衛星方
位入力手段３６から入力される衛星方位及び移動体方位
レジスタ３８に格納される移動体方位から生成される。

この結果、例えば予め記憶された衛星位置とＧＰＳ受信
機等により得られる移動体位置（緯度、経度）とから衛
星方位を計算するる外部装置である衛星方位入力手段３
６からの衛星方位により常にある程度の精度をもって衛
星方位か決定でき、ひいてはアンテナ指令角の精度を確
保することか可能になる。また、移動体方位レジスタ３
８の内容を更新することにより、移動体方位、ひいては
アンテナ指令角の精度を確保することか可能になる。

さらに、移動体方位が加算器４０の出力により修正され
るため、移動体の旋回等による移動体方位の変化を反映
してアンテナ指令角を設定することができる。

この移動体方位の修正は、レートセンサ１８のような簡
便な手段で行うことができる。すなわち、衛星方位入力
手段３６から入力される衛星方位の変化や、ステップト
ラック制御回路６２から出力されるステップ角等により
、移動体方位の微修正を行うことが可能であるため、ジ
ャイロコンパス等の高信頼性の装置に代え、レートセン
サ１８のようにドリフト等によるある程度の誤差や非線
形性を容認せざるを得ない装置を用いることか可能にな
る。従って、車両や小型船舶等、一般にジャイロコンパ
スを搭載しない移動体にも搭載可能となる。

この効果は、角速度オフセット補正及び角速度不感帯付
与により、−層高められる。すなわち、レートセンサ１
８のオフセット及び温度ドリフトを実用レベルまで抑え
ることができる。さらに、レートセンサ１８を外部温度
と遮蔽したことによりレートセンサ１８の周囲温度の変
動が抑えられ、また角速度オフセット補正に係る温度計
４４を断熱ケース５４内に封入したことにより角速度オ
フセット補正の精度を確保できる。

加えて、レートセンサ１８の出力感度の温度変動の補正
により移動体方位はより安定化し正確となる。

また、ステップ角の生成か、受信レベル信号に基づき行
われるため、アンテナ１０の受信状態に応じて移動体方
位の修正を行うことができる。これにより、衛星方位の
誤差やレートセンサ１８のある程度の非線形性、角速度
不感帯付与処理の影響等が取り除かれ、衛星追尾の信頼
性を高めることができる。

さらに、トラック角を生成するステップトラック制御回
路６２が受信レベル信号の累積加算結果の比較によりス
テップ角の符号を決定するため、より高い信頼性をもっ
て追従することが可能である。

従って、山、建物、立木、トンネル等により衛星からの
電波がブロッキングされたときにもアンテナ１０の迷走
を起こさずに衛星を追尾できる。

なお、以上の説明では移動体方位探索回路６０及びステ
ップトラック制御回路６２に供給される信号をキャリア
検８信号としたが、キャリアがディシタル変調されてお
りユニークワードが組込まれている場合には、復調器５
８がこのユニークワードを検出し同期かとれた時に同期
信号を発生させ移動体方位探索回路６０及びステップト
ラック制御回路６２に供給させるようにしてもよい。こ
のようにしても前述の効果を得ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、衛星方位及び移
動体方位からアンテナ指令角を演算し、さらに移動体方
位をＣ／　Ｎ　ｏに応じて調整するようにしたため、旋
回角速度検出手段すとして比較的低精度の簡便な装置を
採用しても信頼性を確保でき、装置構成が簡素化・安価
化する。

本発明の請求項（２）によれば、旋回角速度検出手段す
の出力にオフセット補正および不感帯付与が行われてい
るため、検出された旋回角速度に係る直流成分のドリフ
トの影響を取り除くことができる。

さらに、本発明の請求項（３）によれば、旋回角速度検
出手段すの出力感度の温度による変動か補正されるため
、温度に対してより安定な旋回角速度を得ることができ
る。

また、本発明の請求項（４）によれば、旋回角速度検出
手段すに断熱処理か施されているため、検出された旋回
角速度に係る直流成分のドリフトを低減でき、環境に対
する性能安定性を装置構成のわずかな改良により向上さ
せることができる。

加えて、温度検出手段の近接配置により、オフセット補
正の精度を確保てきる。

本発明の請求項（５）によれば、受信レベル信号の累積
加算及びその結果の比較により移動体方位の修正量を求
めるようにしたため、アンテナａにより受信される信号
かバースト信号であっても移動体方位の修正を行うこと
ができ、かつこの動作を格納、比較等の簡便な手段で実
現できる。

そして、本発明の請求項（６）においては、搬送波が存
在するときのみ、受信レベル信号を累積加算することに
より、バースト信号による移動体方位の修正を可能なら
しめる。また、ブロッキングが発生している場合は、累
積加算を停止するため、追尾の信頼性を向上させること
かできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の追尾型アンテナ装置の構成を示す図
、 第２図は、本発明の一実施例に係る追尾型アンテナ装置
の実体構成を示す図であり、第２図（ａ）は斜視外観図
、第２図（ｂ）は側面図、第３図は、この実施例の回路
構成を示すブロック図、 第４図は、この実施例に係る移動体方位探索回路の構成
を示すブロック図、 第５図は、この実施例に係るステップトラック制御回路
の構成を示すブロック図、 第６図は、この実施例における角速度オフセット補正の
効果の一例を示す特性図、 第７図は、この実施例における角速度不感帯付与の特性
の一例を示す特性図である。 ａ　・・　アンテナ ｂ　・・・　旋回角速度検出手段 Ｃ・・・　移動体方位演算手段 ２６、 ４６゜ ５０゜ ・・・　受信レベル検出手段 ・・・　方位誤差修正手段 ・・・　復調手段 ・・・　移動体方位探索手段 ・・・　衛星方位入力手段 ・・・　指令角演算手段 アンテナ角度制御手段 ・・・　アンテナ ・・・　レートセンサ ３４．４０．９４　・−加算器 ・・・　アンテナ指令角レジスタ ・・・　衛星方位入力手段 ・・・　移動体方位レジスタ ・・・　Ｍ　Ｐ　Ｕ ・・　温度計 ４８　・・・　アドレス発生器 ５２　・・・　ＲＯＭ ・・・　断熱ケース ・・・　断熱材 ・・・　復調器 移動体方位探索回路 ステップトラック制御回路 カウンタＡ 一致回路Ａ 探索フリップフロップ スイッチ 探索ステップ角発生器 カウンタＢ 一致回路Ｂ 受信レベル検出器 累積レジスタ 加算指令パルス発生器 カウンタ 一致回路 第２累積レジスタ ステップ角発生器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１軸で回動可能に支持され衛星からの
   信号を受信するアンテナと、 移動体の旋回角速度を検出し信号出力する旋回角速度検
   出手段と、 旋回角速度検出手段の出力を累積し移動体方位を求める
   移動体方位演算手段と、 アンテナにおける受信の搬送波電力対雑音比に対応する
   値を有する受信レベル信号を生成出力する受信レベル検
   出手段と、 受信レベル信号の値に基づき逐次アンテナと衛星の相対
   的な方位ずれである方位誤差を検出し、方位誤差に基づ
   き移動体方位の修正量を求め移動体方位演算手段に供給
   する方位誤差修正手段と、アンテナからの受信信号を復
   調すると共に、搬送波の存在を示すキャリア検出信号を
   発生する復調手段と、 キャリア検出信号が一定時間以上無い場合、少なくとも
   キャリア検出信号が復帰するまで逐次、移動体方位の修
   正量を発生し、探索修正量として移動体方位演算手段に
   供給する移動体方位探索手段と、 衛星方位を入力する衛星方位入力手段と、 衛星方位及び移動体方位に基づきアンテナ指令角を演算
   する指令角演算手段と、 アンテナ指令角に従いアンテナの角度を制御し、アンテ
   ナにより衛星を追尾させるアンテナ角度制御手段と、 を備えることを特徴とする追尾型アンテナ装置。
2. （２）請求項（１）記載の追尾型アンテナ装置において
   、 前記旋回角速度検出手段の周囲温度を検出するようこの
   旋回角速度検出手段に近接配置された温度検出手段と、 所定の温度範囲について、温度検出手段により検出され
   た温度と、この温度において移動体の旋回角速度が零で
   ある場合の旋回角速度検出手段の出力であるオフセット
   量と、を対応付けて記憶する角速度オフセット記憶手段
   と、 温度検出手段により検出されている温度に対応するオフ
   セット量を角速度オフセット記憶手段から読み出し、現
   在の旋回角速度検出手段の出力を補正する角速度オフセ
   ット補正手段と、 角速度オフセット補正手段により補正された旋回角速度
   検出手段の出力に、零角速度近傍の値を零とする角速度
   不感帯付与処理を施して移動体方位演算手段に供給する
   角速度不感帯付与手段と、を備えることを特徴とする追
   尾型アンテナ装置。
3. （３）請求項（２）記載の追尾型アンテナ装置において
   、 温度検出手段により検出された温度と、旋回角速度検出
   手段の出力感度の温度変動を表す感度補正値と、を対応
   付けて記憶する角速度感度補正値記憶手段と、 温度検出手段により検出されている温度に対応する感度
   補正値を角速度感度補正値記憶手段から読み出し、角速
   度オフセット補正手段により補正された旋回角速度検出
   手段の出力を補正する角速度感度補正手段と、 を備えることを特徴とする追尾型アンテナ装置。
4. （４）請求項（２）又は（３）記載の追尾型アンテナ装
   置において、 前記旋回角速度検出手段と温度検出手段とを近接して断
   熱筐体に収容したことを特徴とする追尾型アンテナ装置
   。
5. （５）請求項（１）、（２）、（３）又は（４）記載の
   追尾型アンテナ装置において、 方位誤差修正手段が、 受信レベル信号の値を累積加算する累積加算手段と、 累積加算手段による累積加算が所定個数の受信レベル信
   号について行われたときに、この累積加算の結果を転送
   格納する格納手段と、 累積加算の結果の転送時に、この累積加算の結果と、そ
   れまで格納手段に格納されていた前回の累積加算の結果
   と、を比較する比較手段と、比較手段における比較の対
   象とされた２種類の累積加算の結果の差から方位誤差を
   推定して移動体方位の修正量を発生し、移動体方位演算
   手段に供給する方位誤差修正量発生手段と、 を有することを特徴とする追尾型アンテナ装置。
6. （６）請求項（２）、（３）、（４）又は（５）記載の
   追尾型アンテナ装置において、 累積加算手段がキャリア検出信号が存在するときのみ受
   信レベル信号を累積加算することを特徴とする追尾型ア
   ンテナ装置。