JPH0568123B2

JPH0568123B2 -

Info

Publication number: JPH0568123B2
Application number: JP63090060A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Uematsu; Tetsumi Harakawa; Kenji Omaru; Shigeru Yamazaki; Yasuhiro Ito; Isao Nemoto
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Nippon Steel Corp; Nemoto Kikaku Kogyo KK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nemoto Kikaku Kogyo KK; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1988-04-12
Filing date: 1988-04-12
Publication date: 1993-09-28
Also published as: JPH01261005A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、受信アンテナ装置に関し、例えば、
自動車等の移動体上で衛星放送を受信するアンテ
ナ装置に関する。

〔従来技術〕

衛星放送が実現してから、固定建築物はもとよ
り、自動車等の移動体においても衛星からの電波
を受信しようとする動向が見られる。衛星からの
微弱な電波を受信するためには、高利得のアンテ
ナ、すなわち、指向性が鋭いアンテナが必要とな
る。このため、自動車等の移動体において衛星か
らの電波を受信しようとする場合には、アンテナ
の姿勢制御が問題となり、それに関する技術も少
なからず紹介されている。

その１つに特公昭61−28244号公報に開示され
た衛星通信用アンテナ装置がある。この装置は、
簡単にいうと、フライホイール式の安定台の上に
通信用アンテナおよびレートジヤイロを設置し、
通信方向に初期設定されたアンテナ姿勢を維持す
るようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、衛星からの微弱な電波を受信す
るための高利得アンテナは比較的大型で重量もあ
り、これを搭載して安定を得るためには大きなイ
ナーシヤを有するフライホイール、つまり、大重
量のフライホイールが必要になる。このため、自
動車等の小型の移動体への設置にはあまり適して
いるとはいえない。

また、自動車等の小型の移動体はその機動性か
ら姿勢変化が激しい。この激しい姿勢変化に抗し
て初期姿勢を長時間保つためには、やはり大型で
大きなイナーシヤを有するレートジヤイロが必要
となることも、高利得アンテナが自動車等の小型
の移動体への設置に適していないことの理由であ
ろう。

本発明は、小型の移動体への設置にも適したア
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〕

本発明のアンテナ装置は、第１，第２および第
３の受信アンテナ；前記第１，第２および第３の受信アンテナの放
射ローブを平行に保ち、かつ、前記第１および第
２受信アンテナの放射ローブを含む平面と、前記
第１および第３受信アンテナの放射ローブを含む
平面とを垂直に保つて、前記第１，第２および第
３受信アンテナを、第１方向およびこれと直交す
る第２方向に移動自在に支持する支持手段；前記第１，第２および第３受信アンテナを前記
第１方向に駆動する第１駆動手段；前記第１，第２および第３受信アンテナを前記
第２方向に駆動する第２駆動手段；前記第１受信アンテナの受信信号と前記第２受
信アンテナの受信信号との位相差に相当する第１
位相差信号を検出する第１位相差検出手段；前記第１受信アンテナの受信信号と前記第３受
信アンテナの受信信号との位相差に相当する第２
位相差信号を検出する第２位相差検出手段；前記第１および第２位相差信号に基づいて電波
源の方向を求め、前記第１および第２駆動手段を
それぞれアンテナの放射ローブが電波源の方向を
向くように付勢制御する制御手段；および、前記第１，第２および第３受信アンテナのうち
少なくとも２つの受信アンテナに接続され、一方
の受信信号に対して位相を他方の受信信号の位相
と同相になるように位相補正を施し、位相補正後
の信号を他方の受信信号に加算して同相合成出力
として出力する同相合成手段；を備え、前記同相合成手段の同相合成出力を受信
出力信号として出力する。

〔作用〕

第１位相差検出手段が検出した第１位相差信号
と第２位相差検出手段が検出した第２位相差信号
により、電波源の方向（アジマス＆エレベーシヨ
ン方向）が検知され、制御手段により第１および
第２駆動手段を介して、第１，第２および第３受
信アンテナが電波源に向けられる。すなわち自動
追尾が行なわれる。そして同相合成手段より、第
１，第２および第３受信アンテナのうち少なくと
も２つの受信アンテナの受信信号を同相合成した
受信信号が得られる。

このように本願発明によれば、位相差検出方式
でアンテナから見た電波源の方向を自動検知して
該方向にアンテナ姿勢を自動設定し、各アンテナ
の受信信号を合成して受信出力とするので、アン
テナ装置を小型とすることが可能となり、大きな
イナーシヤを有する大型大重量のフライホイール
や大型のレートジヤイロ等が実質上不要となる。
自動車等の移動体の激しい姿勢変化に対する応答
性が改善され、良好な通信を確保することができ
る。

また、第１受信アンテナおよび第２受信アンテ
ナを含む第１アンテナ群を支持する手段と、第３
受信アンテナを含む第２アンテナ群を支持する手
段とを独立にした場合には、第１方向に対するイ
ナーシヤが低減されて、この方向に駆動する機構
が更に軽量小型化されるのみならず、これらを一
体で駆動するときのイナーシヤが更に小さくなる
ので、自動車等の移動体の激しい姿勢変化に対す
る応答性が更に改善され、更に良好な通信を確保
することができる。

本発明の他の目的および特徴は、以下の図面を
参照した実施例説明より明らかになろう。

〔実施例〕

第１ａ図に、本発明を一例で実施する車載衛星
方送受信用アンテナ装置の平面図を、第１ｂ図に
その正面図を示した。これらの図面を参照して実
施例装置の機構構成を説明する。

第１ａ図および第１ｂ図にそれぞれ１０，２０
で示したものは、同諸元の平面アンテナユニツト
である。これらのアンテナユニツトは、第２ａ図
に１０ａ，１０ｂあるいは２０ａ，２０ｂと示し
たように、それぞれ２つの、半値角約7゜の放射ロ
ーブ（主ローブ：以下同）を有するアンテナセク
シヨンでなる。

アンテナユニツト１０の中心部にはエレベーシ
ヨン調整軸１１が固着されており、アンテナユニ
ツト２０の中心部にはエレベーシヨン調整軸２１
が固着されている。支持メンバ３０は、中心が台
座４０に枢着されており、水平に延びるアームの
両端に、垂直に折れて上方に延びるＶ字形アーム
３１および３２が形成されている。Ｖ字形アーム
３１および３２の一端はアンテナユニツト１０の
エレベーシヨン調整軸１１を、他端はアンテナユ
ニツト２０のエレベーシヨン調整軸２１を、それ
ぞれ枢支している。この支持において、Ｖ字形ア
ーム３１および３２はエレベーシヨン調整軸１１
および２１を平行に、また、エレベーシヨン調整
軸１１の垂直方向の高さをエレベーシヨン調整軸
２１より高く保持する。

アンテナユニツト２０のエレベーシヨン調整軸
２１の一端には扇形歯車２２が固着されている。
この扇形歯車２２は、支持メンバ３０に設置され
たエレベーシヨン駆動ユニツト５０の出力軸に固
着された鼓形ウオーム５１に噛合つている。ま
た、アンテナユニツト１０のエレベーシヨン調整
軸１１とアンテナユニツト２０のエレベーシヨン
調整軸２１の両端は、リンク機構５２および５３
により、各面を平行を保つて両端が連結されてい
る。つまり、エレベーシヨン駆動ユニツト５０に
備わるエレベーシヨンモータMe（第２ａ図参照）
により鼓形ウオーム５１が正逆転付勢されると、
アンテナユニツト１０および２０が各エレベーシ
ヨン調整軸１１および２１を中心に各面を平行
に、すなわち、各アンテナセクシヨンの放射ロー
ブの平行を維持しながら、エレベーシヨン方向上
下に回動する。なお、実施装置においては、この
回動速度は約120゜／secであり、また、回動範囲
を約60゜に制限して上下の限界をリミツトスイツ
チにより検出している。

アンテナユニツト１０および２０の裏面には、
後述するBSコンバータや同相合成回路あるいは
ジヤイロユニツト等を含む回路アツセンブリ１３
ａ，１３ｂあるいは２３ａ，２３ｂが設置されて
いる。

支持メンバ３０の中心軸３３すなわちアジマス
調整軸３３にはスリツプリングユニツト６０が結
合されており、また、下端には図示しないホイー
ルギアが固着されている。このホイールギアは、
台座４０上に備わるアジマス駆動ユニツト７０の
出力軸に固着された鼓形ウオーム７１に噛合つて
いる。したがつて、アジマス駆動ユニツト７０に
備わるアジマスモータMa（第２ａ図参照）によ
り鼓形ウオーム７１が正逆転付勢されると、支持
メンバ３０およびこれに搭載されているアンテナ
ユニツト１０および２０等が一体でアジマス方向
左右に回動する。実施例装置において、この回動
速度は約180゜／secである。

以上説明した各要素はレードームRDにより覆
われて自動車（図示せず）のルーフに載置され
る。

第２ａ図に、アンテナユニツト１０および２０
の各アンテナセクシヨンで受信した信号により放
送衛星の方向を検出して装置の姿勢制御を行な
い、また、受信信号を復調して出力する電気回路
の構成ブロツク図を示す。この図の説明に入る前
に、第３ａ図および第３ｂ図を参照して放送衛星
の方向の検出原理にについて説明する。

第３ａ図は、アンテナユニツト１０のアンテナ
セクシヨン１０ａおよび１０ｂと、放送衛星より
の電波との関係を模式的に示したもである。これ
において、アンテナセクシヨン１０ａと１０ｂと
の間隔L₁は、放送衛星までの距離に比して非常
に小さいので、各アンテナセクシヨンには平行
に、等強度で電波が到来すると考えて良い。とこ
ろが、電波は周期性を有しているので到達距離差
により各アンテナセクシヨンに生じる受信信号の
位相差は無視することができない。いま、アンテ
ナセクシヨン１０ａおよび１０ｂの放射ローブを
含む面において法線から角度Φだけシフトした方
向に放送衛星があり、アンテナセクシヨン１０ａ
においてcosωtなる信号を受信するものと考えれ
ば、アンテナセクシヨン１０ｂの受信信号は、 cosω（ｔ−l₁／ｃ）＝cosω（ｔ−L₁sinΦ／ｃ）＝c
os（ωt−ωL₁sinΦ／ｃ）…(1) となる。この第(1)式は、アンテナセクシヨン１０
ａの受信信号に比してアンテナセクシヨン１０ｂ
の受信信号がωL₁sinΦ／ｃだけ位相が遅れること
を意味する。ただし、ωは電波の角周波数、ｔは
時間、ｃは電波の伝搬速度である。

つまり、ω，L₁およびｃは既知であるので、
アンテナセクシヨン１０ａと１０ｂの受信信号の
位相差ωL₁sinΦ／ｃを検出することにより、アン
テナセクシヨン１０ａおよび１０ｂの放射ローブ
を含む面における放送衛星の偏角Φを求めること
ができる。なお、本実施例においては、アンテナ
セクシヨン１０ａと１０ｂとの間隔L₁を半波長
の整数n₁倍としているので、この位相差は
n₁πsinΦとなる。

同様に、第３ｂ図は、アンテナユニツト１０の
アンテナセクシヨン１０ａおよびアンテナユニツ
ト２０のアンテナセクシヨン２０ａと、放送衛星
よりの電波との関係を模式的に示したものであ
る。いま、アンテナセクシヨン１０ａおよび２０
ａの放射ローブを含む面において法線から角度Θ
だけシフトした方向に放送衛星があり、アンテナ
セクシヨン１０ａにおいてcosωtなる信号を受信
するものと考えれば、アンテナセクシヨン２０ａ
の受信信号は、 cosω（ｔ＋l₂／ｃ）＝cosω｛ｔ＋L₂sin（Θ−Δ）／ｃ｝＝cos｛ωt＋ωL₂sin（Θ−Δ）／ｃ｝……(2) となる。この第(2)式は、アンテナセクシヨン１０
ａの受信信号に比してアンテナセクシヨン２０ａ
の受信信号がωL₂sin（Θ−Δ）／ｃだけ位相が進
むことを意味する。ただし、L₂はアンテナセク
シヨン１０ａと２０ｂとの間隔である。

つまり、ω，L₂，ｃおよびΔは既知であるの
で、アンテナセクシヨン１０ａと２０ａの受信信
号の位相差ωL₂sin（Θ−Δ）／ｃを検出すること
により、アンテナセクシヨン１０ａおよび２０ａ
放射ローブを含む面における放送衛星の偏角Θを
求めることができる。なお、本実施例において
は、アンテナセクシヨン１０ａと２０ａとの間隔
L₂を半波長の整数n₂倍としているのでこの位相差
はn₂πsin（Θ−Δ）／ｃとなる。

第２ａ図を参照して説明を続ける。これにおい
て、２点鎖線８０は支持メンバ３０に搭載される
要素を示し、そこには、アンテナユニツト１０，
２０，エレベーシヨン駆動ユニツト５０，アンテ
ナユニツト１０の裏面に設置された回路アツセン
ブリ１３ａおよび１３ｂに備わるBSコンバータ
１４ａ，１４ｂ，チユーナ１５ａ，１５ｂおよび
同相合成回路１６，ならびに、アンテナユニツト
２０の裏面に設置された回路アツセンブリ２３ａ
および２３ｂに備わるBSコンバータ２４ａ，２
４ｂ，チユーナ２５ａ，２５ｂ，同相合成回路２
６，２７，電圧制御発振器（以VCOという）２
８およびジヤイロユニツト２９が含まれている。

各アンテナセクシヨン１０ａ，１０，２０ａと
２０ｂの給電点は、それぞれBSコンバータ１４
ａ，１４ｂ，２４ａあるいは２４ｂに接続されて
いる。各BSコンバータは、放送衛星から送信さ
れた約12GHzの信号を約1.28GHzの信号に変換し
て対応するチユーナ１５ａ，１５ｂ，２５ａある
いは２５ｂに与える。各チユーナには、VCO２
８より第１中間周波信号が印加されており、対応
するBSコンバータから与えられた信号を約
402.78MHzに変換する。VCO２８の制御電圧は
車内に設置されたテレビジヨンセツト９０に備わ
るチヤンネルセレクタ９４よりスリツプリングユ
ニツト６０に備わるスリツプリング６１を介して
与えられる。

チユーナ１５ａおよび１５ｂの出力は同相合成
回路１６に、チユーナ２５ａおよび２５ｂの出力
は同相合成回路２６に、それぞれ印加される。

同相合成回路１６の構成を第２ｂ図を参照して
説明する。

チユーナ１５ａより与えられた信号は端子Ａか
ら入力してスプリツタ１６０１により増幅器１６
０２とスプリツタ１６０３とに分配され、さら
に、スプリツタ１６０３により乗算器１６０４と
１６０５とに分配される。また、チユーナ１５ｂ
より与えられた信号は端子Ｂから入力して90゜移
相スプリツタ１６０６によりスプリツタ１６０７
と１６０８とに分配されるが、スプリツタ１６０
８へは90゜移相シフトして分配される。スプリツ
タ１６０７は入力信号を乗算器１６０４と１６１
３とに分配し、スプリツタ１６０８は入力信号を
乗算器１６０５と１６１４とに分配する。

いま、端子Ａに印加される信号をcosωtとし、
端子Ｂに印加される信号をそれよりφだけ位相の
進んだcos（ωt＋φ）とすると、乗算器１６０４
の出力は、 cosωt×cos（ωt＋φ）＝｛cos（2ωt＋φ）＋cosφ｝／２ ……(3) となる。この出力信号はローパスフイルタ１６０
９において高調波分が除去され、さらに高周波終
端器１６１１において高周波分が除去されて直流
成分、すなわち、（cosφ）／２のみを有する信号
に変換されて乗算器１６１３に与えられる。

乗算器１６１３においては、この信号と端子Ｂ
より与えられた信号cos（ωt＋φ）とを乗じ、そ
の出力、 cos（ωt＋φ）×（cosφ）／２＝｛cosωt＋cos（ωt＋2φ）｝／４……(4) をコンバイナ１６１５に与える。

一方、乗算器１６０５においては、端子Ａより
与えられた信号cosωtと、端子Ｂより与えられた
信号cos（ωt＋φ）を90゜移相した信号、すなわち、
−sin（ωt＋φ）とを乗ずる。その出力は、 cosωt×｛−sin（ωt＋φ）｝＝−｛sin（2ωt＋φ）＋sinφ｝／２ ……(5) となり、ローパスフイルタ１６１０および高周波
終端器１６１２において高周波分が除去されて直
流成分、すなわち、−（sinφ）／２のみが取り出さ
れる。

乗算器１６１４においては、この信号と90゜移
相した端子Ｂの信号、−sin（ωt＋φ）とを乗じ、
その出力、｛−sin（ωt＋φ）｝×｛−（sinφ）／２｝＝｛cosωt−cos（ωt＋2φ）｝／４……(6) をコンバイナ１６１５に与える。

コンバイナ１６１５では、乗算器１６１３の出
力と１６１４の出力とを加算し、（cosωt）／２
を出力する。この出力は、さらに増幅器１６１６
において増幅された後、コンバイナ１６１７に印
加される。コンバイナ１６１７はこの増幅器１６
１７の出力と増幅器１６０２出力とを加算し、
2cosωtを出力する。

なお、コンバイナ１６１７の出力2cosωtの係
数は振幅成分を表わすものではなく、２つの信
号、すなわち、端子Ａと端子Ｂより与えられた信
号を合成したことを意味すると考えられたい。

同相合成回路２６の構成は、第２ｃ図に示すよ
うに、ローパスフイルタ２６１８を１つ余計に備
えていることを除けば同相合成回路１６の構成に
同一である。これにおいては、端子Ｃに与えられ
るチユーナ２５ａの出力信号と、端子Ｄに与えら
れるチユーナ２５ｂの出力信号とを合成する。上
記に従つて、チユーナ１５ａの出力信号をcosωt
とした場合には、チユーナ２５ａの出力信号はそ
れよりθだけ位相の進んだcos（ωt＋θ）となり、
チユーナ２５ｂの出力信号はそれより（θ＋φ）
だけ位相の進んだcos（ωt＋θ＋φ）となる。し
たがつて、コンバイナ２６１７は、合成信号2cos
（ωt＋θ）を出力する。

同相合成回路２６に加えられたローパスフイル
タ２６１８は、乗算器２６０５の出力、すなわ
ち、−｛sin（2ωt＋2θ＋φ）＋sinφ｝／２から直流
成
分−sinφを抽出し、アジマス誤差信号としてスリ
ツプリングユニツト６０に備わるスリツプリング
６３を介してコトロールユニツト１００（第２ａ
図）に与えている。

これら同相合成回路１６および２６の出力は同
相合成回路２７に印加されてる（第２ｄ図）。同
相合成回路２７の構成は、第２ｄ図に示すように
同相合成回路２６の構成と同一である。ここで
は、同相合成回路１６の出力、すなわち、
2cosωtと、同相合成回路２６の出力、すなわち、
2cos（ωt＋θ）とを合成し、合成信号4cosωtを生
成する。ただし、前記同様に、この係数は、チユ
ーナ１５ａ，１５ｂ，２５ａおよび２５ｂの出力
を合成したことを意味するものと考えられたい。

また、同相合成回路２７のローパスフイルタ２
７１８は、乗算器２７０５の出力、すなわち、−
sin（2ωt＋θ）−sinθから直流成分−sinθを抽出
し、エレベーシヨン誤差信号としてスリツプリン
グユニツト６０に備わるスリツプリング６２を介
してコントロールユニツト１００（第２ａ図）に
与えている。

再度第２ａ図を参照すると、同相合成回路２７
の出力はスリツプリングユニツト６０に備わる非
接触型の結合トランスTrsを介してテレビジヨン
セツト９０に備わる復調回路９１に与えられてい
る。復調回路９１は同相合成回路２７より与えら
れた信号を復調し、CRT９２に画像を、スピー
カ９３に音声をそれぞれ出力する。また、自動利
得調整で用いるAGC信号を分岐してコントロー
ルユニツト１００に与えている。

ジヤイロユニツト２９はアジマス方向とエレベ
ーシヨン方向に自由度を有し、各方向の相対的な
偏移をロータリーエンコーダー２９ａおよび２９
ｅで検出し、それぞれスリツプリングユニツト６
０に備わるスリツプリング６４，６５を介してコ
ントロールユニツト１００に与えている。

エレベーシヨン駆動ユニツト５０は、エレベー
シヨンモータMe，エレベーシヨンモータMeの出
力軸に結合されたロータリーエンコーダEeおよ
びエレベーシヨン方向の上下限界を検出するリミ
ツトスイツチSWuおよびSWdを備える。エレベ
ーシヨンモータMeおよびロータリーエンコーダ
Eeはスリツプリングユニツト６０に備わるスリ
ツプリング６８あるいは６９を介してサーボモー
タドライバ１０２に、リミツトスイツチSWuお
よびSWdはスリツプリングユニツト６０に備わ
るスリツプリング６６あるいは６７を介してコン
トロールユニツト１００に、それぞれ接続されて
いる。

一方、アジマス駆動ユニツト７０は、アジマス
モータMaおよびアジマスモータMaの出力軸に
結合されたロータリーエンコーダEaを備えてお
り、これらはサーボモータドライバ１０１に接続
されている。

サーボモータドライバ１０１および１０２はコ
ントロールユニツト１００に接続されている。

これら構成各要素には、テレビジヨンセツト９
０に備わるメインスイツチ９５が投入されると電
源ユニツト１１０より所定の電圧が供給される。
また、電源ユニツト１１０にはレードームRD内
の換気フアン１２０が接続されており、メインス
イツチ９５の投入と同時にレードームRD内の換
気冷却が行なわれる。

コントロールユニツト１００は、同相合成回路
２６および２７より与えられるアジマス誤差信号
およびエレベーシヨン誤差信号ならびに復調回路
９１より与えられるAGC信号により、あるいは、
ジヤイロユニツト２９より与えられるアジマス方
向およびエレベーシヨン方向の相対的偏移を示す
ジヤイロデータにより、もしくは、オペレータに
より操作されるキーボードターミナル１０３より
の指示により、サーボモータドライバ１０１およ
び１０２を介してモータMaおよびMeを制御し
てアンテナユニツト１０および２０の姿勢制御を
実行する。

以下、第４ａ図，第４ｂ図および第４ｃ図に示
したフローチヤートを参照してコントロールユニ
ツト１００が行なう姿勢制御について説明する。

コトロールユニツト１００は、メインスイツチ
９５が投入されて各部所定の電圧が供給されると
Ｓ１（フローチヤートのステツプに付した番号を
示す：以同義）においてメモリ、レジスタおよび
フラグ等を初期化し、Ｓ２において放送衛星のサ
ーチに用いるレジスタに初期値をセツトする。つ
まり、初期状態ではサーチ範囲を全域に設定する
ため、エレベーシヨン方向のサーチ範囲の限定に
用いるレジスタEldおよびEluに、それぞれエレ
ベーシヨン方向の下限値Elminあるいは上限値
Elmaxを、アジマス方向のサーチ範囲の限定に
用いるレジスタAzlおよびAzrにそれぞれアジマ
ス方向の基準値０あるいは最大値Azmaxをセツ
トする。

Ｓ３〜Ｓ７は、キーボードターミナル１０３よ
りの入力待ちループである。このループにおい
て、自動車の現在地点を示すデータが入力される
とそれにより放送衛星の仰角がある程度特定でき
るので、Ｓ４においてそれに対応するエレベーシ
ヨン方向のサーチ範囲を限定するデータをレジス
タEldおよびEluにセツトし、また、方位角を示
すデータが入力されるとそれにより放送衛星の方
位がある程度特定できるので、Ｓ６においてそれ
に対応するアジマス方向のサーチ範囲を限定する
データをレジスタAzlおよびAzrにセツトする。

キーボードターミナル１０３よりスタート指示
が入力されるとループを解き、Ｓ８においてレジ
スタAzにアジマス方向のサーチ範囲の左限界を
示すレジスタAzlの値を、レジスタElにエレベー
シヨン方向のサーチ範囲の下限界を示すレジスタ
Eldの値をセツトし、Ｓ９においてサーボモータ
ドライバ１０１および１０２にレジスタAzおよ
びレジスタElの値を転送する。これにより、サー
ボモータドライバ１０１はアジマスモータMaを
付勢してレジスタAzの値で示される方位に支持
メンバ３０を位置決めし、サーボモータドライバ
１０２はエレベーシヨンモータMeを付勢してレ
ジスタElの値で示される仰角にアンテナユニツト
１０および２０を位置決めするので、それに要す
る時間をＳ１０で待機する。

Ｓ１１〜Ｓ３０においては、AGC信号で示さ
れる受信レベルを監視しながら放送衛星のサーチ
を行なう。

サーチにおいては、まず、Ｓ１６においてレジ
スタElの値とレジスタEluの値、すなわち、エレ
ベーシヨン方向の上限界値と比較する。レジスタ
Elの値がこの上限界値に達していなければＳ１７
においてレジスタElの値を１インクリメントし、
Ｓ１８においてその値をサーボモータドライバ１
０２に転送する。これによりサーボモータドライ
バ１０２がエレベーシヨンモータMeを付勢して
アンテナユニツト１０および２０の仰角を１ステ
ツプ分上向に更新するので、Ｓ１９において所定
時間を待機する。

以上を繰り返してレジスタElの値が上限界値に
達すると、Ｓ２０でフラグＦ２をセツトし、Ｓ２
１においてレジスタAzの値とレジスタAzrの値、
すなわち、アジマス方向の右限界値と比較する。
レジスタAzの値がこの右限界値に達していなけ
ればＳ２２においてレジスタAzの値を１インク
リメントし、Ｓ２３においてその値をサーボモー
タドライバ１０１に転送する。これによりサーボ
モータドライバ１０１がアジマスモータMaを付
勢して支持メンバ３０の方位角を１ステツプ分右
向に更新するので、Ｓ２４において所定時間を待
機する。

今度は、フラグＦ２をセツトしているので、Ｓ
２５以下に進み、レジスタElの値がレジスタEld
の値、すなわち、エレベーシヨン方向の下限界値
に達するまで、レジスタElの値を１デクリメント
しながらアンテナユニツト１０および２０の仰角
を１ステツプ分下向に更新する。

レジスタElの値が限下界値に達するとＳ２９に
おいてフラグ２９をリセツトした後、Ｓ２９以下
のステツプにおいて支持メンバ３０の方位角を１
ステツプ分右向に更新する。

つまり、このサーチ処理においては、レジスタ
Azl，Azr，EldおよびEluの値で限定される範囲
をラスタスキヤンしながら放送衛星を探索する。
このサーチ処理において放送衛星が見付からない
ときには、Ｓ２１からＳ３０に進み、キーボード
ターミナル１０３上に備わる表示器に受信不能を
表示した後、Ｓ３に戻る。また、キーボードター
ミナル１０３よりストツプ指示が入力されたとき
には直ちにサーチ処理を終了してＳ３に戻る。

上記のサーチ処理において放送衛星が見付か
り、Ｖレジスタに格納した受信レベルが所定レベ
ルV₀を超えるとＳ１３からＳ３１に進み、トラ
ツキング処理を行なう。

Ｓ３１においてはフラグＦ１およびＦ３を調べ
る。当初はフラグＦ１をリセツトしているでＳ３
２においてこれをセツトし、さらにフラグＦ３を
リセツトする。

Ｓ３３においては、アジマス誤差信号に基づく
アジマス方向の位相差データφ、エレベーシヨン
誤差信号に基づくエレベーシヨン方向の位相差デ
ータθ，アジマス方向のジヤイロデータg〓および
エレベーシヨン方向のジヤイロデータg〓を読取
る。この後、Ｓ３４においてジヤイロデータg〓お
よびg〓をそれぞれレジスタG〓あるいはG〓にセツ
トし、Ｓ３５において位相差データφおよびθに
より示される現在のアンテナ姿勢に対する放送衛
星のアジマス方向およびエレベーシヨン方向の偏
角データをそれぞれレジスタΦあるいはΘにセツ
トする。

Ｓ３６においては、レジスタAzにレジスタΦ
の値を加え、レジスタElにレジスタΘの値を加え
る。ただし、レジスタAzの値はAzmaxを法とし
ており、この加算においてレジスタAzの値が
Azmaxを超えるときにはそれを減じた値となる。

Ｓ３７においてサーボモータドライバ１０１お
よび１０２にレジスタAzおよびレジスタElの値
を転送し、Ｓ３８において所定時間を待機すると
Ｓ１１に戻る。

以上を繰り返して放送衛星をトラツキングする
が、その間に自動車がトンネルやビル蔭に入ると
受信レベルが低下する。このとき、受信レベルが
所定レベルV₀以下になるとＳ１３においてトラ
ツキング処理を一時中断し、Ｓ１４以下に進む。

Ｓ１４においてはフラグＦ１を調べるが、この
フラグＳ３２を通つたときにセツトしているの
で、Ｓ３９に進みさらにフラグＦ３を調べる。ト
ラツキング処理を中断した直後はフラグＦ３をリ
セツトしているのでＳ４０へ進み、これにおいて
フラグＦ３をセツトし、受信レベルの低下が継続
する時間を計測をするためのタイマＴをクリア＆
スタートする。

Ｓ４１においては、アジマス方向のジヤイロデ
ータg〓およびエレベーシヨン方向のジヤイロデー
タg〓を読取る。

レジスタG〓およびG〓には、受信レベルが低下
する直前のジヤイロデータが格納されているの
で、ジヤイロデータg〓とレジスタG〓の値との差、
および、ジヤイロデータg〓とレジスタG〓の値と
の差、は、それぞれ受信レベルが低下する直前の
アンテナ姿勢に対する現在のアンテナ姿勢のアジ
マス方向あるいはエレベーシヨン方向の偏移に相
当する。そこで、Ｓ４２においてこの差分を求
め、Ｓ４９において該差分により示される受信レ
ベルが低下する直前のアンテナ姿勢に対する現在
のアンテナ姿勢のアジマス方向あるいはエレベー
シヨン方向の偏角データをそれぞれレジスタΦあ
るいはΘにセツトする。なお、Ｓ４３に示した式
の符号（−）は、アンテナ姿勢の相対的な偏移に
抗するデータをセツトするという意味である。

この後、Ｓ３６に進むが、以下の説明は前述し
たので省略する。

つまり、放送衛星のトラツキング中に受信レベ
ルが所定レベルV₀以下に低下した場合には、ジ
ヤイロデータによりその直前のアンテナ姿勢を維
持する。

タイマＴの値が所定時間T₀を超えるまでに、
受信レベルが所定レベルV₀を超えると、Ｓ１３
からＳ３１，Ｓ３２と進み、上記のトラツキツグ
処理を再開するが、それまでの間に受信レベルが
回復しないときにはＳ４４からＳ４５以下に進
む。Ｓ４５においては、フラグＦ１〜Ｆ３をリセ
ツトし、Ｓ４６においては続いてサーチ処理を行
なうときのために、レジスタAzr，Azl，Eldおよ
びEluにサーチ範囲を限定するデータをそれぞれ
セツトする。この場合、アジマス方向に関しては
自動車の方位角に依存するので全周のサーチ範囲
をセツト（レジスタAzrに最大値Azmaxを、レ
ジスタAlに基準値０をそれぞれセツト）するが、
エレベーシヨン方向については自動車の存在地点
に依存するのでそのときのアンテナユニツトの仰
角を示すElレジスタの値に基づいたサーチ範囲を
セツトする。

この後、Ｓ４７においてキーボードターミナル
１０３上に備わる表示器に受信不能を表示し、Ｓ
３に戻る。

なお、上記の各処理の間にキーボードターミナ
ル１０３よりりストツプ指示が入力されたときに
はＳ１１において直ちにそれぞれの処理を終了
し、Ｓ３に戻る。

なお、上記実施例においては、受信がない場合
に、ジヤイロデータを用いてアンテナの姿勢制御
を行なつているが、例えば、地磁気センサや角度
センサ等を用いてこの制御を行なつても良い。

〔発明の効果〕

以上のように本願発明によれば、位相差検出方
式でアンテナから見た電波源の方向を自動検知し
て該方向にアンテナ姿勢を自動設定し、各アンテ
ナの受信信号を合成して受信出力とするので、ア
ンテナ装置を小型とすることが可能となり、大き
なイナーシヤを有する大型大重量のフライホイー
ルや大型のレートジヤイロ等が実質上不要とな
る。自動車等の移動体の激しい姿勢変化に対する
応答性が改善され、良好な通信を確保することが
できる。

また、第１受信アンテナおよび第２受信アンテ
ナを含む第１アンテナ群を支持する手段と、第３
受信アンテナを含む第２アンテナ群を支持する手
段とを離して独立に駆動する構成としたので装置
の全体高を低く押さえる事ができる。第１方向
（エレベーシヨン方向）に対するイナーシヤが低
減されて、この方向に駆動する機構が更に軽量小
型化されるのみならず、これらを一体で駆動する
ときのイナーシヤが更に小さくなるので、自動車
等の移動体の激しい姿勢変化に対する応答性が更
に改善され、更に良好な通信を確保することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明の一実施例の車載衛星放送
受信用アンテナ装置の平面図、第１ｂ図はその正
面図である。第２ａ図は、第１ａ図に示すアンテ
ナ装置の電気回路の構成を示すブロツク図であ
り、第２ｂ図，第２ｃ図および第２ｄ図はその一
部を詳細に示すブロツク図である。第３ａ図およ
び第３ｂ図は、放送衛星の方向の検出原理を説明
するための説明図であり、第３ａ図は第１ａ図の
右側面図に該当し、第３ｂ図は第１ａ図の上面図
に該当する。第４ａ図，第４ｂ図および第４ｃ図
は、第２ａ図に示したコトロールユニツト１００
の動作を示すフローチヤートである。１０，２０：平面アンテナユニツト、１０：
（第１アンテナ群）、２０：（第２アンテナ群）、１
０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０ｂ：アンテナセクシ
ヨン、１０ａ：（第１受信アンテナ）、１０ｂ：第
２受信アンテナ）、２０ａ（第３受信アンテナ）、
１１，２１：軸、２２：扇形歯車、１３ａ，１３
ｂ，２３ａ，２３ｂ：回路アツセンブリ、１４
ａ，１４ｂ，２４ａ，２４ｂ：BSコンバータ、
１５ａ，１５ｂ，２５ａ，２５ｂ：チユーナ、１
６，２６，２７：同相合成回路（同相合成手段）、
２６：（第１位相差検出手段）、２７：（第２位相
差検出手段）、２８：電圧制御発振器、２９：ジ
ヤイロユニツト、３０：支持メンバ、３１，３
２：Ｖ字形アーム、３３：中心軸、４０：台座、
５０：エレベーシヨン駆動ユニツト（第１駆動手
段）、５１：鼓形ウオーム、５２，５３：リンク
機構、３０，５２，５３：（支持手段，第１，第
２支持手段）、６０：スリツプリングユニツト、
６１〜６９：スリツプリング、７０：アジマス駆
動ユニツト（第２駆動手段）、７１：鼓形ウオー
ム、９０：テレビジヨンセツト、７１：復調回
路、９２：CRT、９３：スピーカ、９４：チヤ
ネルセレクタ、９５：メインスイツチ、１００：
コトロールユニツト（制御手段）、１０１，１０
２：サーボモータドライバ、１０３：キーボード
ターミナル、１１０：電源ユニツト、１２０：換
気フアン、RD：レードーム、Ma：アジマスモ
ータ、Me：エレベーシヨンモータ、Ea，Ee：ロ
ータリエンコーダ、Trs：非接触型結合トラン
ス。

Claims

【特許請求の範囲】１第１，第２および第３の受信アンテナ；前記第１，第２および第３の受信アンテナの放
射ローブを平行に保ち、かつ、前記第１および第
２受信アンテナの放射ローブを含む平面と、前記
第１および第３受信アンテナの放射ローブを含む
平面とを垂直に保つて、前記第１，第２および第
３受信アンテナを、第１方向およびこれと直交す
る第２方向に移動自在に支持する支持手段：前記第１，第２および第３受信アンテナを前記
第１方向に駆動する第１駆動手段；前記第１，第２および第３受信アンテナを前記
第２方向に駆動する第２駆動手段；前記第１受信アンテナの受信信号と前記第２受
信アンテナの受信信号との位相差に相当する第１
位相差信号を検出する第１位相差検出手段；前記第１受信アンテナの受信信号と前記第３受
信アンテナの受信信号との位相差に相当する第２
位相差信号を検出する第２位相差検出手段；前記第１および第２位相差信号に基づいて電波
源の方向を求め、前記第１および第２駆動手段を
それぞれアンテナの放射ローブが電波源の方向を
向くように付勢制御する制御手段；および、前記第１，第２および第３受信アンテナのうち
少なくとも２つの受信アンテナに接続され、一方
の入力信号に対して位相を他方の入力信号の位相
と同相になるように位相補正を施し、位相補正後
の一方の入力信号を他方の入力信号に加算して同
相合成出力として出力する同相合成手段；を備え、前記同相合成手段の同相合成出力を受信
出力信号として出力するアンテナ装置。２前記同相合成手段は、前記第１および第２の
受信アンテナに接続され、前記第１の受信信号の
位相と前記第２の受信信号の位相が同相になるよ
うに位相補正を施し、位相補正後の受信信号と他
方の受信信号を加算して同相合成出力として出力
する第１の同相合成手段；および、前記第１の同
相合成手段と前記第３の受信アンテナに接続さ
れ、前記第１の同相合成手段の出力信号の位相と
前記第３の受信信号の位相が同相になるように位
相補正を施し、位相補正後の信号と他方の信号を
加算して同相合成出力として出力する第２の同相
合成手段；を含み、前記第２の同相合成手段の同
相合成出力を受信出力信号として出力する、請求
項１記載のアンテナ装置。３第１受信アンテナおよび第２受信アンテナを
含む第１アンテナ群；前記第１および第２受信アンテナの放射ローブ
を平行に保つて前記第１アンテナ群を第１方向に
移動自在に支持する第１支持手段；第３受信アンテナを含む第２アンテナ群；前記第３受信アンテナの放射ローブを前記第１
および第２受信アンテナの放射ローブと平行に保
ち、かつ、前記第３および第１受信アンテナの放
射ローブを含む平面を前記第１および第２受信ア
ンテナの放射ローブを含む平面に垂直に保つて、
前記第２アンテナ群を第１方向に移動自在に支持
する第２支持手段；前記第１および第２アンテナ群をそれぞれ第１
方向に駆動する駆動手段；前記第１および第２アンテナ群，前記第１およ
び第２支持手段，および、前記第１駆動手段を、
前記第１方向に直交する第２方向に移動自在に支
持する第３支持手段；前記第１および第２アンテナ群，前記第１およ
び第２支持手段，および、前記第１駆動手段を、
一体で第２方向に駆動する第２駆動手段；前記第１受信アンテナの受信信号と前記第２受
信アンテナの受信信号との位相差に相当する第１
位相差信号を検出する第１位相差検出手段；前記第１受信アンテナの受信信号と前記第３受
信アンテナの受信信号との位相差に相当する第２
位相差信号を検出する第２位相差検出手段；およ
び、前記第１および第２位相差信号に基づいて電波
源の方向を求め、前記第１および第２駆動手段を
それぞれ付勢制御する制御手段；を備えるアンテナ装置。４第１のエレベーシヨン調整軸の回りに回動自
在に支持された第１の支持板上に並置された第
１，第２のアンテナ手段と、前記第１のエレベーシヨン調整軸に平行に配置
された第２のエレベーシヨン調整軸の回りに回動
自在に支持された第２の支持板上に配置された少
なくとも１つのアンテナからなる第３のアンテナ
手段と、前記第１の支持板と前記第２の支持板を互いに
平行に保つたままそれぞれ前記第１，第２のエレ
ベーシヨン調整軸の回りに回転駆動するエレベー
シヨン調整手段と、前記第１の支持板と前記第２の支持板をアジマ
ス調整軸の回りに一体に回転駆動するアジマス調
整手段と、前記第１，第２，第３のアンテナ手段の各受信
信号間の位相差から電波源に対するアジマス偏角
とエレベーシヨン偏角を求める電波到来方向検出
手段と、前記電波到来方向検出手段の出力により前記ア
ジマス調整手段および前記エレベーシヨン調整手
段を制御した前記第１，第２，第３のアンテナ手
段の主ローブ方向を電波到来方向に一致させるア
ンテナ追尾手段と、を備えるアンテナ装置。