JPH06196918A - アンテナ指向装置 - Google Patents
アンテナ指向装置Info
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- JPH06196918A JPH06196918A JP4346144A JP34614492A JPH06196918A JP H06196918 A JPH06196918 A JP H06196918A JP 4346144 A JP4346144 A JP 4346144A JP 34614492 A JP34614492 A JP 34614492A JP H06196918 A JPH06196918 A JP H06196918A
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- JP
- Japan
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- azimuth
- axis
- antenna
- elevation
- angle
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 衛星の高度角が９０°に近いとき、船体の動
揺が小さい時には方位ジンバルの制御を抑制し、衛星に
対して良好に指向することができるアンテナ指向装置を
提供することを目的とする。 【構成】 中心軸線Ｘ−Ｘを有するアンテナ１４と、こ
のアンテナ１４を互いに直交する２軸線方向に支持する
支持機構と、ケーブル７０の捩じれを解くためのリワイ
ンド制御器７１と、を有するアンテナ指向装置におい
て、船体の動揺の大小を判定する揺動判定器８９を設
け、衛星の高度角が９０度付近にあり揺動判定器８９に
よって船体の動揺が小さいと判断されたとき仰角軸線Ｙ
−Ｙが船体の首尾線に整合するように方位ジンバル４０
の方位を制御するように構成されている。
揺が小さい時には方位ジンバルの制御を抑制し、衛星に
対して良好に指向することができるアンテナ指向装置を
提供することを目的とする。 【構成】 中心軸線Ｘ−Ｘを有するアンテナ１４と、こ
のアンテナ１４を互いに直交する２軸線方向に支持する
支持機構と、ケーブル７０の捩じれを解くためのリワイ
ンド制御器７１と、を有するアンテナ指向装置におい
て、船体の動揺の大小を判定する揺動判定器８９を設
け、衛星の高度角が９０度付近にあり揺動判定器８９に
よって船体の動揺が小さいと判断されたとき仰角軸線Ｙ
−Ｙが船体の首尾線に整合するように方位ジンバル４０
の方位を制御するように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は海事衛星通信等に使用し
て好適なアンテナを衛星方向へ指向させるためのアンテ
ナ指向装置に関する。
て好適なアンテナを衛星方向へ指向させるためのアンテ
ナ指向装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のアンテナ指向装置の例を示
す。アンテナ指向装置は基台３と斯かる基台３に装着さ
れた方位ジンバル４０と方位ジンバル４０の上端部のＵ
字形部材に装着された取り付け金具４１と斯かる取り付
け金具４１に取り付けられたアンテナ１４とを有する。
す。アンテナ指向装置は基台３と斯かる基台３に装着さ
れた方位ジンバル４０と方位ジンバル４０の上端部のＵ
字形部材に装着された取り付け金具４１と斯かる取り付
け金具４１に取り付けられたアンテナ１４とを有する。
【０００３】基台３はブリッジ部３−１を有してよく、
斯かるブリッジ部３−１には上方に突出する円筒部１１
が装着されており、斯かる円筒部１１の内部には１対の
軸受２１−１、２１−２が取り付けられている。この軸
受２１−１、２１−２の内輪には方位軸２０が嵌合され
ており、方位軸２０の上端部にはアーム１３を介して方
位ジンバル４０が装着されている。
斯かるブリッジ部３−１には上方に突出する円筒部１１
が装着されており、斯かる円筒部１１の内部には１対の
軸受２１−１、２１−２が取り付けられている。この軸
受２１−１、２１−２の内輪には方位軸２０が嵌合され
ており、方位軸２０の上端部にはアーム１３を介して方
位ジンバル４０が装着されている。
【０００４】斯くして方位軸２０が軸受２１−１、２１
−２によって支持された状態にて、方位ジンバル４０は
方位軸２０を通る軸線周りに回転することができる。方
位ジンバル４０は下側の支持軸部４０−１と上側のＵ字
形部４０−２とを有し、支持軸部４０−１の中心軸線即
ち方位軸線Ｚ−Ｚは図示のように方位軸２０を通る軸線
より偏倚して配置されている。尚、支持軸部４０−１は
方位軸２０を通る軸線に整合するように構成してもよ
い。
−２によって支持された状態にて、方位ジンバル４０は
方位軸２０を通る軸線周りに回転することができる。方
位ジンバル４０は下側の支持軸部４０−１と上側のＵ字
形部４０−２とを有し、支持軸部４０−１の中心軸線即
ち方位軸線Ｚ−Ｚは図示のように方位軸２０を通る軸線
より偏倚して配置されている。尚、支持軸部４０−１は
方位軸２０を通る軸線に整合するように構成してもよ
い。
【０００５】方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２に
は、より小さいＵ字形の取り付け金具４１が配置されて
おり、斯かる取り付け金具４１はその２つの脚部４１−
１、４１−２の各々に仰角軸３０−１、３０−２を有す
る。方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚部
の各々には適当な軸受が装着されており、斯かる軸受に
よって仰角軸３０−１、３０−２は回転可能に支持され
ている。
は、より小さいＵ字形の取り付け金具４１が配置されて
おり、斯かる取り付け金具４１はその２つの脚部４１−
１、４１−２の各々に仰角軸３０−１、３０−２を有す
る。方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚部
の各々には適当な軸受が装着されており、斯かる軸受に
よって仰角軸３０−１、３０−２は回転可能に支持され
ている。
【０００６】仰角軸３０−１、３０−２の中心軸線は仰
角軸線Ｙ−Ｙを構成しており、こうして、取り付け金具
４１は方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚
部の間にて仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転可能に支持されて
いる。仰角軸線Ｙ−Ｙは方位軸線Ｚ−Ｚに対して直角に
配置され、従って略水平な位置にある。
角軸線Ｙ−Ｙを構成しており、こうして、取り付け金具
４１は方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の２つの脚
部の間にて仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転可能に支持されて
いる。仰角軸線Ｙ−Ｙは方位軸線Ｚ−Ｚに対して直角に
配置され、従って略水平な位置にある。
【０００７】Ｕ字形の取り付け金具４１の脚部４１−
１、４１−２にはアンテナ１４が装着されており、従っ
てアンテナ１４は取り付け金具４１と共に仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りを回転することができる。アンテナ１４は中心軸
線Ｘ−Ｘを有しており、斯かる中心軸線は仰角軸線Ｙ−
Ｙに対して垂直である。
１、４１−２にはアンテナ１４が装着されており、従っ
てアンテナ１４は取り付け金具４１と共に仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りを回転することができる。アンテナ１４は中心軸
線Ｘ−Ｘを有しており、斯かる中心軸線は仰角軸線Ｙ−
Ｙに対して垂直である。
【０００８】取り付け金具４１には、仰角ジャイロ４４
と方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６及び第２の加
速度計４７とが装着されている。仰角ジャイロ４４によ
って仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１４の回転
角速度が検出され、方位ジャイロ４５によって仰角軸線
Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直交
する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度が検出され、
第１の加速度計４６によって仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアン
テナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角度が検出され、第２
の加速度計４７によってアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
周りの傾斜角度が検出される。
と方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６及び第２の加
速度計４７とが装着されている。仰角ジャイロ４４によ
って仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１４の回転
角速度が検出され、方位ジャイロ４５によって仰角軸線
Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直交
する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度が検出され、
第１の加速度計４６によって仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアン
テナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角度が検出され、第２
の加速度計４７によってアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
周りの傾斜角度が検出される。
【０００９】仰角ジャイロ４４と方位ジャイロ４５は、
例えば機械式ジャイロ、光学式ジャイロ等の積分型ジャ
イロの他、振動ジャイロ、レートジャイロ、光ファイバ
ジャイロ等の角速度検出型ジャイロであってよい。
例えば機械式ジャイロ、光学式ジャイロ等の積分型ジャ
イロの他、振動ジャイロ、レートジャイロ、光ファイバ
ジャイロ等の角速度検出型ジャイロであってよい。
【００１０】取り付け金具４１の一方の脚部には仰角軸
線Ｙ−Ｙと同軸的に仰角歯車３２が装着されている。斯
かる仰角歯車３２にはピニオン３５が噛み合わされてお
り、斯かるピニオン３５は方位ジンバル４０のＵ字形部
４０−２の一方の脚部に装着された仰角サーボモータ３
３の回転軸に取り付けられている。
線Ｙ−Ｙと同軸的に仰角歯車３２が装着されている。斯
かる仰角歯車３２にはピニオン３５が噛み合わされてお
り、斯かるピニオン３５は方位ジンバル４０のＵ字形部
４０−２の一方の脚部に装着された仰角サーボモータ３
３の回転軸に取り付けられている。
【００１１】方位ジンバル４０のＵ字形部４０−２の他
方の脚部には仰角発信器３４が装着されており、斯かる
仰角発信器３４によってアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転角度θが検出されそれを指示する信号が出力
される。
方の脚部には仰角発信器３４が装着されており、斯かる
仰角発信器３４によってアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転角度θが検出されそれを指示する信号が出力
される。
【００１２】一方、方位軸２０の下端部には方位歯車２
２が取り付けられ、基台３のブリッジ部３−１上には方
位サーボモータ２３と方位発信器２４が取り付けられ、
方位サーボモータ２３及び方位発信器２４の回転軸にそ
れぞれ取り付けられたピニオン（図示なし）が方位歯車
２２に噛み合わされるように構成されている。
２が取り付けられ、基台３のブリッジ部３−１上には方
位サーボモータ２３と方位発信器２４が取り付けられ、
方位サーボモータ２３及び方位発信器２４の回転軸にそ
れぞれ取り付けられたピニオン（図示なし）が方位歯車
２２に噛み合わされるように構成されている。
【００１３】図示のように、アンテナ指向装置を制御す
るために仰角制御ループと方位角制御ループが設けられ
ている。尚、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが水平面と
なす角をアンテナの仰角θA とし、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘが水平面上で子午線Ｎとなす角をアンテナの
方位角φA とする。
るために仰角制御ループと方位角制御ループが設けられ
ている。尚、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが水平面と
なす角をアンテナの仰角θA とし、アンテナ１４の中心
軸線Ｘ−Ｘが水平面上で子午線Ｎとなす角をアンテナの
方位角φA とする。
【００１４】仰角制御ループはアンテナの仰角θA が衛
星高度角θS に一致するようにアンテナ１４を仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りに回転させるよう構成されており、第１の及
び第２のループを含む。第１のループにおいて、仰角ジ
ャイロ４４の出力は積分器５４及び増幅器５５を介して
仰角サーボモータ３３にフィードバックされる。それに
よって船体が揺動しても慣性空間に対するアンテナ１４
の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの角速度は常にゼロに保持され
る。
星高度角θS に一致するようにアンテナ１４を仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りに回転させるよう構成されており、第１の及
び第２のループを含む。第１のループにおいて、仰角ジ
ャイロ４４の出力は積分器５４及び増幅器５５を介して
仰角サーボモータ３３にフィードバックされる。それに
よって船体が揺動しても慣性空間に対するアンテナ１４
の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの角速度は常にゼロに保持され
る。
【００１５】第２のループにおいて、第１の加速度計４
６からの出力信号は、アークサイン演算器５７を経由し
た後、例えば手動設定された衛星高度角θS を指示する
信号によって減ぜられ、更に、減衰器５６を経由して積
分器５４及び増幅器５５に入力される。このループは、
アンテナ１４の仰角θA を衛星高度角θS に一致させる
べく時定数を有する。尚、減衰器５６に仰角ジャイロ４
４のドリフト変動を補償させるために積分特性を具備さ
せることも可能である。
６からの出力信号は、アークサイン演算器５７を経由し
た後、例えば手動設定された衛星高度角θS を指示する
信号によって減ぜられ、更に、減衰器５６を経由して積
分器５４及び増幅器５５に入力される。このループは、
アンテナ１４の仰角θA を衛星高度角θS に一致させる
べく時定数を有する。尚、減衰器５６に仰角ジャイロ４
４のドリフト変動を補償させるために積分特性を具備さ
せることも可能である。
【００１６】方位角制御ループはアンテナ１４の方位角
θA が衛星の方位角θS に一致するように方位ジンバル
４０の方位を制御するように構成され、第３のループを
含む。しかしながら、この例では、衛星の高度角が高い
ときには、ジンバルロック現象を回避するべくアンテナ
１４の仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線方位に整合する
ように方位ジンバル４０の方位を制御するように構成さ
れている。
θA が衛星の方位角θS に一致するように方位ジンバル
４０の方位を制御するように構成され、第３のループを
含む。しかしながら、この例では、衛星の高度角が高い
ときには、ジンバルロック現象を回避するべくアンテナ
１４の仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線方位に整合する
ように方位ジンバル４０の方位を制御するように構成さ
れている。
【００１７】この制御は、次の原理に基づいている。即
ち、船体の揺動は必ず水平面内の１つの回転軸線（船体
の傾斜軸線）周りの回転運動であると考えることができ
る、従って、仰角軸線Ｙ−Ｙが常にこの回転軸線の方位
φT に整合するように方位ジンバル４０の方位を制御す
れば、衛星高度角が高いときでも常にアンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘを天頂方向に指向させることができる。
ち、船体の揺動は必ず水平面内の１つの回転軸線（船体
の傾斜軸線）周りの回転運動であると考えることができ
る、従って、仰角軸線Ｙ−Ｙが常にこの回転軸線の方位
φT に整合するように方位ジンバル４０の方位を制御す
れば、衛星高度角が高いときでも常にアンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘを天頂方向に指向させることができる。
【００１８】第３のループは方位ジャイロ４５及び第２
の加速度計４７と仰角発信器３４と仰角軸線傾斜演算器
８０と傾斜軸線方位演算器８５と増幅器５９とを含む。
このループは更に、方位発信器２４とリワインド制御器
７１と切替え回路７２とを含むリワインド機構を有す
る。斯かるリワインド機構の動作は後に説明する。
の加速度計４７と仰角発信器３４と仰角軸線傾斜演算器
８０と傾斜軸線方位演算器８５と増幅器５９とを含む。
このループは更に、方位発信器２４とリワインド制御器
７１と切替え回路７２とを含むリワインド機構を有す
る。斯かるリワインド機構の動作は後に説明する。
【００１９】方位ジャイロ４５によって出力された仰角
軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に
直交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ωP と第
２の加速度計４７によって出力されたアンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角度η’を表す信号とはそれぞ
れ仰角軸線傾斜演算器８０に入力され、斯かる仰角軸線
傾斜演算器８０によって水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ
の傾斜角ηが求められる。
軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に
直交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ωP と第
２の加速度計４７によって出力されたアンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角度η’を表す信号とはそれぞ
れ仰角軸線傾斜演算器８０に入力され、斯かる仰角軸線
傾斜演算器８０によって水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ
の傾斜角ηが求められる。
【００２０】仰角発信器３４より出力された仰角軸線Ｙ
−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度θは適当な減算器に
て衛星高度角θS だけ減算され水平面に対するアンテナ
１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度ξ（＝θS −θ）
が求められる。傾斜軸線方位演算器８５には、仰角軸線
傾斜演算器８０から出力された水平面に対する仰角軸線
Ｙ−Ｙの傾斜角ηと仰角発信器３４より得られた水平面
に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周り回転角度ξ
（＝θS −θ）と方位発信器２４から出力された方位軸
線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角φとをそれぞれ表
す信号が供給される。
−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度θは適当な減算器に
て衛星高度角θS だけ減算され水平面に対するアンテナ
１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度ξ（＝θS −θ）
が求められる。傾斜軸線方位演算器８５には、仰角軸線
傾斜演算器８０から出力された水平面に対する仰角軸線
Ｙ−Ｙの傾斜角ηと仰角発信器３４より得られた水平面
に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周り回転角度ξ
（＝θS −θ）と方位発信器２４から出力された方位軸
線Ｚ−Ｚ周りのアンテナ１４の回転角φとをそれぞれ表
す信号が供給される。
【００２１】傾斜軸線方位演算器８５では、仰角軸線Ｙ
−Ｙの傾斜角ηとアンテナ１４の回転角度ξとから傾斜
軸線方位φT が演算され、斯かる傾斜軸線方位φT は方
位発信器２４から出力されたアンテナの回転角φより得
られたアンテナの方位角φAと比較されて方位偏差Δφ
T が演算される。方位偏差ΔφT を表す信号は傾斜軸線
方位演算器８５より増幅器５９に出力される。こうして
方位角制御ループでは、方位偏差ΔφT がゼロとなるよ
うに、即ち、傾斜軸線方位φT が仰角軸線Ｙ−Ｙの方位
に整合するように、方位ジンバル４０の方位角が制御さ
れる。
−Ｙの傾斜角ηとアンテナ１４の回転角度ξとから傾斜
軸線方位φT が演算され、斯かる傾斜軸線方位φT は方
位発信器２４から出力されたアンテナの回転角φより得
られたアンテナの方位角φAと比較されて方位偏差Δφ
T が演算される。方位偏差ΔφT を表す信号は傾斜軸線
方位演算器８５より増幅器５９に出力される。こうして
方位角制御ループでは、方位偏差ΔφT がゼロとなるよ
うに、即ち、傾斜軸線方位φT が仰角軸線Ｙ−Ｙの方位
に整合するように、方位ジンバル４０の方位角が制御さ
れる。
【００２２】図４は仰角軸線傾斜演算器８０の構成を示
す図であり、斯かる図を参照して仰角軸線傾斜演算器８
０の動作を説明する。
す図であり、斯かる図を参照して仰角軸線傾斜演算器８
０の動作を説明する。
【００２３】仰角軸線傾斜演算器８０は積分器８１と第
１の比較器８２と係数器８３と第２の比較器８４とを有
するように構成されている。方位ジャイロ４５から仰角
軸線傾斜演算器８０には出力端子８０ａを経由して、仰
角軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方
に直交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ωPを
指示する信号が入力され、斯かる信号は第１の比較器８
２を経由して積分器８１に入力され、そこで積分されて
仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηが求められる。斯かる傾斜角
ηを指示する信号は出力端子８０ｃを経由して傾斜軸線
方位演算器８５に出力される。
１の比較器８２と係数器８３と第２の比較器８４とを有
するように構成されている。方位ジャイロ４５から仰角
軸線傾斜演算器８０には出力端子８０ａを経由して、仰
角軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方
に直交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ωPを
指示する信号が入力され、斯かる信号は第１の比較器８
２を経由して積分器８１に入力され、そこで積分されて
仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηが求められる。斯かる傾斜角
ηを指示する信号は出力端子８０ｃを経由して傾斜軸線
方位演算器８５に出力される。
【００２４】第２の加速度計４７からは出力端子８０ｂ
を経由して、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜
角度η’を表す信号が入力され、斯かる傾斜角度η’は
第２の比較器８４にて仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηと比較
され、その偏差量はゲイン１／τの係数器８３を介して
第１の比較器８２にネガティブフィードバックされる。
このフィードバックループは水平儀のループである。図
４において、Ｓはラプラス演算子、τは時定数を表す。
を経由して、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜
角度η’を表す信号が入力され、斯かる傾斜角度η’は
第２の比較器８４にて仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηと比較
され、その偏差量はゲイン１／τの係数器８３を介して
第１の比較器８２にネガティブフィードバックされる。
このフィードバックループは水平儀のループである。図
４において、Ｓはラプラス演算子、τは時定数を表す。
【００２５】図５は傾斜軸線方位演算器８５の構成を示
す図であり、斯かる図を参照して傾斜軸線方位演算器８
５の動作を説明する。傾斜軸線方位演算器８５は除算器
８６と加算器８７と比較器８８とを有するように構成さ
れている。
す図であり、斯かる図を参照して傾斜軸線方位演算器８
５の動作を説明する。傾斜軸線方位演算器８５は除算器
８６と加算器８７と比較器８８とを有するように構成さ
れている。
【００２６】仰角軸線傾斜演算器８０からの出力信号即
ち水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηを指示する
信号は入力端子８５ａを経由して除算器８６に供給さ
れ、仰角発信器３４からの出力信号即ち仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りのアンテナ１４の回転角度ξを指示する信号は入力
端子８５ｂを経由して除算器８６に供給される。除算器
８６では、ΔφT ’＝η／ξなる演算がなされて傾斜軸
線方位偏差ΔφT ’が求められ、加算器８７では、斯か
る傾斜軸線方位偏差ΔφT ’が積算されて傾斜軸線の方
位φT が求められ、斯かる傾斜軸線の方位φT を指示す
る信号が比較器８８に供給される。
ち水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηを指示する
信号は入力端子８５ａを経由して除算器８６に供給さ
れ、仰角発信器３４からの出力信号即ち仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りのアンテナ１４の回転角度ξを指示する信号は入力
端子８５ｂを経由して除算器８６に供給される。除算器
８６では、ΔφT ’＝η／ξなる演算がなされて傾斜軸
線方位偏差ΔφT ’が求められ、加算器８７では、斯か
る傾斜軸線方位偏差ΔφT ’が積算されて傾斜軸線の方
位φT が求められ、斯かる傾斜軸線の方位φT を指示す
る信号が比較器８８に供給される。
【００２７】一方、比較器８８には、入力端子８５ｃを
経由して、方位発信器２４から得られたアンテナの方位
角φA を表す信号が供給される。比較器８８では、傾斜
軸線方位φT とアンテナの方位角φA とが比較されてそ
の偏差ΔφT が求められ、斯かる偏差を指示する偏差信
号は出力端子８５ｄを経由して増幅器５９に供給され
る。
経由して、方位発信器２４から得られたアンテナの方位
角φA を表す信号が供給される。比較器８８では、傾斜
軸線方位φT とアンテナの方位角φA とが比較されてそ
の偏差ΔφT が求められ、斯かる偏差を指示する偏差信
号は出力端子８５ｄを経由して増幅器５９に供給され
る。
【００２８】こうして、方位ジンバル４０の方位は、偏
差ΔφT が零となるように、即ち、方位ジンバル４０の
方位角φA が傾斜軸線方位φT に等しくなるように制御
される。この結果、水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾
斜角ηが零となったときに方位ジンバル４０は静止す
る。即ち、方位制御ループによって、仰角軸線Ｙ−Ｙが
船体の傾斜軸線の方位に整合するべく方位ジンバル４０
の方位が制御されるように構成されている。
差ΔφT が零となるように、即ち、方位ジンバル４０の
方位角φA が傾斜軸線方位φT に等しくなるように制御
される。この結果、水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾
斜角ηが零となったときに方位ジンバル４０は静止す
る。即ち、方位制御ループによって、仰角軸線Ｙ−Ｙが
船体の傾斜軸線の方位に整合するべく方位ジンバル４０
の方位が制御されるように構成されている。
【００２９】こうして、アンテナ指向装置は、３つのサ
ーボループからなる２つの制御ループによってアンテナ
１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向を指向するように、制
御される。
ーボループからなる２つの制御ループによってアンテナ
１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向を指向するように、制
御される。
【００３０】再び図３を参照すると、アンテナ指向装置
にはケーブル７０が接続されており、斯かるケーブル７
０はアンテナ１４に接続された同軸ケーブルと取り付け
金具４１及びＵ字形部４０−２に装着された機器に接続
された導線を含む。同軸ケーブルによってアンテナ１４
に送信信号が供給され、またアンテナ１４より受信信号
が得られる。ケーブル７０は図示のように、取り付け金
具４１を経由し、方位ジンバル４０のＵ字形部４０−
２、支持軸部４０−１、アーム１３、方位軸２１に沿っ
て延在し、基台３に至る。
にはケーブル７０が接続されており、斯かるケーブル７
０はアンテナ１４に接続された同軸ケーブルと取り付け
金具４１及びＵ字形部４０−２に装着された機器に接続
された導線を含む。同軸ケーブルによってアンテナ１４
に送信信号が供給され、またアンテナ１４より受信信号
が得られる。ケーブル７０は図示のように、取り付け金
具４１を経由し、方位ジンバル４０のＵ字形部４０−
２、支持軸部４０−１、アーム１３、方位軸２１に沿っ
て延在し、基台３に至る。
【００３１】ケーブル７０は柔軟性ある材料よりなり且
つアンテナ１４から基台３に至る経路より僅かに長い寸
法を有する。従って、アンテナ１４が仰角軸線Ｙ−Ｙ周
りに回転し更に方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転しても、ケー
ブル７０の捩じれ又は巻き付きによってアンテナ１４の
回転運動が妨害されることはない。
つアンテナ１４から基台３に至る経路より僅かに長い寸
法を有する。従って、アンテナ１４が仰角軸線Ｙ−Ｙ周
りに回転し更に方位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転しても、ケー
ブル７０の捩じれ又は巻き付きによってアンテナ１４の
回転運動が妨害されることはない。
【００３２】しかしながら、船体が旋回したりヨーイン
グしてアンテナ１４が方位軸線Ｚ−Ｚ周りに大きな回転
角度にて回転すると、ケーブル７０の捩じれ又は巻き付
きによってアンテナ１４の回転運動が妨害されることが
ある。斯かる場合のため、ケーブル７０の捩じれ又は巻
き付きを防止するためのリワインド機構が設けられてい
る。
グしてアンテナ１４が方位軸線Ｚ−Ｚ周りに大きな回転
角度にて回転すると、ケーブル７０の捩じれ又は巻き付
きによってアンテナ１４の回転運動が妨害されることが
ある。斯かる場合のため、ケーブル７０の捩じれ又は巻
き付きを防止するためのリワインド機構が設けられてい
る。
【００３３】リワインド機構はリワインド制御器７１と
切替え回路７２とを含み、リワインド制御器７１は方位
発信器２４より出力された方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテ
ナ１４の回転角を指示する信号を入力し、切替え回路７
２は方位サーボモータ２３にゲインの切替えを指示する
切替え信号を供給する。
切替え回路７２とを含み、リワインド制御器７１は方位
発信器２４より出力された方位軸線Ｚ−Ｚ周りのアンテ
ナ１４の回転角を指示する信号を入力し、切替え回路７
２は方位サーボモータ２３にゲインの切替えを指示する
切替え信号を供給する。
【００３４】切替え回路７２には増幅器５９から出力さ
れた方位偏差ΔφT を指示する方位偏差信号と方位発信
器２４から出力された方位角φA を指示する信号が入力
され、更に、リワインド制御器７１からの命令信号が入
力される。
れた方位偏差ΔφT を指示する方位偏差信号と方位発信
器２４から出力された方位角φA を指示する信号が入力
され、更に、リワインド制御器７１からの命令信号が入
力される。
【００３５】リワインド制御器７１によってアンテナ１
４の方位が基準方位より所定の回転角度以上回転したこ
とが検出されると、リワインド制御器７１より切替え回
路７２に命令信号が供給され切替え回路７２より方位サ
ーボモータ２３に切替え信号が供給される。斯くして、
アンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周りに例えば３６０°反
対方向に回転し、ケーブル７０の捩じれ又は巻き付きが
防止される。
４の方位が基準方位より所定の回転角度以上回転したこ
とが検出されると、リワインド制御器７１より切替え回
路７２に命令信号が供給され切替え回路７２より方位サ
ーボモータ２３に切替え信号が供給される。斯くして、
アンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周りに例えば３６０°反
対方向に回転し、ケーブル７０の捩じれ又は巻き付きが
防止される。
【００３６】例えば、アンテナ１４の基準方位として船
体の首尾線方位より９０°回転した方位が設定される、
即ち、仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾線方位に整合した状
態が基準方位として選択される。また、所定の回転角度
として±２７０度が選択される。斯かる場合、仰角軸線
Ｙ−Ｙが船体の首尾線方位に整合した状態から、アンテ
ナ１４が方位軸線Ｚ−Ｚ周りに３／４回転すると、リワ
インド機構が作動してアンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周
り反対方向に３６０°回転する。
体の首尾線方位より９０°回転した方位が設定される、
即ち、仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾線方位に整合した状
態が基準方位として選択される。また、所定の回転角度
として±２７０度が選択される。斯かる場合、仰角軸線
Ｙ−Ｙが船体の首尾線方位に整合した状態から、アンテ
ナ１４が方位軸線Ｚ−Ｚ周りに３／４回転すると、リワ
インド機構が作動してアンテナ１４は方位軸線Ｚ−Ｚ周
り反対方向に３６０°回転する。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アンテナ指向装置では上述のように、衛星の高度角が９
０°近くにあるときには、方位ジンバル４０の方位は仰
角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線の方位に整合すべく制御
されるように構成されており、船体の揺動が小さい時で
も方位ジンバル４０は大きな回転角で回転し、リワイン
ド機構が作動することがある。
アンテナ指向装置では上述のように、衛星の高度角が９
０°近くにあるときには、方位ジンバル４０の方位は仰
角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線の方位に整合すべく制御
されるように構成されており、船体の揺動が小さい時で
も方位ジンバル４０は大きな回転角で回転し、リワイン
ド機構が作動することがある。
【００３８】リワインド機構が作動している間は方位ジ
ンバル４０の方位は制御されないから、リワインド機構
の作動中に船体に大きな揺動があると、方位ジンバル４
０の方位の制御はその時間だけ遅れることとなり、アン
テナ１４の指向精度が低下するという問題があった。
ンバル４０の方位は制御されないから、リワインド機構
の作動中に船体に大きな揺動があると、方位ジンバル４
０の方位の制御はその時間だけ遅れることとなり、アン
テナ１４の指向精度が低下するという問題があった。
【００３９】本発明は、斯かる点に鑑み、衛星の高度角
が９０°に近いとき、船体の揺動が小さい時には方位ジ
ンバル４０の制御を抑制し、衛星に対して良好に指向す
ることができるアンテナ指向装置を提供することを目的
とする。
が９０°に近いとき、船体の揺動が小さい時には方位ジ
ンバル４０の制御を抑制し、衛星に対して良好に指向す
ることができるアンテナ指向装置を提供することを目的
とする。
【００４０】
【課題を解決するための手段】本発明に依れば、例えば
図１に示すように、中心軸線Ｘ−Ｘを有するアンテナ１
４と、アンテナ１４に装着された支持部材４１と、中心
軸線Ｘ−Ｘに直交する仰角軸線Ｙ−Ｙを有しこの支持部
材４１に装着されたアンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
に回転可能に支持する方位ジンバル４０と、方位ジンバ
ル４０を仰角軸線Ｙ−Ｙに直交する方位軸線Ｚ−Ｚ周り
に回転可能に支持する基台３と、給電及び送受信のため
の柔軟性あるケーブル７０と、仰角軸線Ｙ−Ｙに平行な
入力軸線を有し支持部材４１に装着された第１のジャイ
ロ４４と、中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直
交する入力軸線を有し支持部材４１に装着された第２の
ジャイロ４５と、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の
傾斜角を指示する信号を出力する第１の加速度計４６
と、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角を指示
する信号を出力する第２の加速度計４７と、方位軸線Ｚ
−Ｚ周りの方位ジンバル４０の回転角を指示する信号を
出力する方位発信器２４と、方位ジンバル４０に対する
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角を指示する
信号を出力する仰角発信器３４と、方位発信器２４から
出力された信号を入力し方位軸線Ｚ−Ｚ周りに方位ジン
バル４０が所定の回転角度を越えて回転したとき方位ジ
ンバル４０を所定の回転角度と反対方向に回転させてケ
ーブル７０の捩じれを解くためのリワインド制御器７１
と、を有し、衛星の方位角及び高度角に対応してアンテ
ナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘを衛星に指向させるように構成
されたアンテナ指向装置において、更に船体の揺動の大
小を判定する揺動判定器８９を設け、衛星の高度角が９
０度付近にあり揺動判定器８９によって船体の揺動が小
さいと判断されたとき仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾線に
整合するように方位ジンバル４０の方位を制御するよう
に構成されている。
図１に示すように、中心軸線Ｘ−Ｘを有するアンテナ１
４と、アンテナ１４に装着された支持部材４１と、中心
軸線Ｘ−Ｘに直交する仰角軸線Ｙ−Ｙを有しこの支持部
材４１に装着されたアンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
に回転可能に支持する方位ジンバル４０と、方位ジンバ
ル４０を仰角軸線Ｙ−Ｙに直交する方位軸線Ｚ−Ｚ周り
に回転可能に支持する基台３と、給電及び送受信のため
の柔軟性あるケーブル７０と、仰角軸線Ｙ−Ｙに平行な
入力軸線を有し支持部材４１に装着された第１のジャイ
ロ４４と、中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直
交する入力軸線を有し支持部材４１に装着された第２の
ジャイロ４５と、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の
傾斜角を指示する信号を出力する第１の加速度計４６
と、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角を指示
する信号を出力する第２の加速度計４７と、方位軸線Ｚ
−Ｚ周りの方位ジンバル４０の回転角を指示する信号を
出力する方位発信器２４と、方位ジンバル４０に対する
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角を指示する
信号を出力する仰角発信器３４と、方位発信器２４から
出力された信号を入力し方位軸線Ｚ−Ｚ周りに方位ジン
バル４０が所定の回転角度を越えて回転したとき方位ジ
ンバル４０を所定の回転角度と反対方向に回転させてケ
ーブル７０の捩じれを解くためのリワインド制御器７１
と、を有し、衛星の方位角及び高度角に対応してアンテ
ナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘを衛星に指向させるように構成
されたアンテナ指向装置において、更に船体の揺動の大
小を判定する揺動判定器８９を設け、衛星の高度角が９
０度付近にあり揺動判定器８９によって船体の揺動が小
さいと判断されたとき仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾線に
整合するように方位ジンバル４０の方位を制御するよう
に構成されている。
【００４１】本発明に依れば、アンテナ指向装置におい
て、揺動判定器８９は、水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ
の傾斜角ηと水平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ
−Ｙ周りの回転角度ξとをそれぞれ表す信号を入力し、
傾斜角ηと回転角度ξとがそれぞれ所定の値η0 、ξ0
より小さいときに、船体の揺動が小さいことを指示する
信号が生成するように構成されている。
て、揺動判定器８９は、水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ
の傾斜角ηと水平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ
−Ｙ周りの回転角度ξとをそれぞれ表す信号を入力し、
傾斜角ηと回転角度ξとがそれぞれ所定の値η0 、ξ0
より小さいときに、船体の揺動が小さいことを指示する
信号が生成するように構成されている。
【００４２】
【作用】通常は、衛星の高度角が９０度付近にあるとき
仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線方位に整合するように
アンテナ１４の方位が制御されるが、本発明に依れば、
衛星の高度角が９０度付近にあっても船体の揺動が小さ
いときには仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線方位ではな
く船体の首尾線方位に整合するようにアンテナ１４の方
位が制御される。
仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線方位に整合するように
アンテナ１４の方位が制御されるが、本発明に依れば、
衛星の高度角が９０度付近にあっても船体の揺動が小さ
いときには仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線方位ではな
く船体の首尾線方位に整合するようにアンテナ１４の方
位が制御される。
【００４３】
【実施例】以下に図１〜図２を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図１〜図２において図３〜図５の
対応する部分には同一の参照符号を付してその詳細な説
明は省略する。
について説明する。尚図１〜図２において図３〜図５の
対応する部分には同一の参照符号を付してその詳細な説
明は省略する。
【００４４】図１は、本発明のアンテナ指向装置の１例
を示しており、アンテナ指向装置は基台３と斯かる基台
３に装着された方位ジンバル４０と方位ジンバル４０の
上端部のＵ字形部材に装着された取り付け金具４１と斯
かる取り付け金具４１に取り付けられたアンテナ１４と
を有する。
を示しており、アンテナ指向装置は基台３と斯かる基台
３に装着された方位ジンバル４０と方位ジンバル４０の
上端部のＵ字形部材に装着された取り付け金具４１と斯
かる取り付け金具４１に取り付けられたアンテナ１４と
を有する。
【００４５】アンテナ１４は中心軸線Ｘ−Ｘを有してお
り、アンテナ１４と斯かるアンテナ１４に装着された取
り付け金具４１とからなる組立体は中心軸線Ｘ−Ｘに直
交する仰角軸線Ｙ−Ｙの周りに回転可能に支持されてい
る。方位ジンバル４０は仰角軸線Ｙ−Ｙと直交する方位
軸線周りに回転可能に基台３に支持されている。こうし
て、２軸に回転可能な支持機構が構成され、斯かる支持
機構はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星を指向する
ように制御される。
り、アンテナ１４と斯かるアンテナ１４に装着された取
り付け金具４１とからなる組立体は中心軸線Ｘ−Ｘに直
交する仰角軸線Ｙ−Ｙの周りに回転可能に支持されてい
る。方位ジンバル４０は仰角軸線Ｙ−Ｙと直交する方位
軸線周りに回転可能に基台３に支持されている。こうし
て、２軸に回転可能な支持機構が構成され、斯かる支持
機構はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星を指向する
ように制御される。
【００４６】取り付け金具４１には、仰角ジャイロ４４
と方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６及び第２の加
速度計４７とが装着されている。仰角ジャイロ４４によ
って仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１４の回転
角度が検出され、方位ジャイロ４５によって仰角軸線Ｙ
−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直交す
る軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ωP が検出さ
れ、第１の加速度計４６によってアンテナ１４の仰角軸
線Ｙ−Ｙ周りの傾斜角度が検出され、第２の加速度計４
７によってアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角
度η’が検出される。
と方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６及び第２の加
速度計４７とが装着されている。仰角ジャイロ４４によ
って仰角軸線Ｙ−Ｙ周りを回転するアンテナ１４の回転
角度が検出され、方位ジャイロ４５によって仰角軸線Ｙ
−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に直交す
る軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ωP が検出さ
れ、第１の加速度計４６によってアンテナ１４の仰角軸
線Ｙ−Ｙ周りの傾斜角度が検出され、第２の加速度計４
７によってアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角
度η’が検出される。
【００４７】仰角ジャイロ４４と方位ジャイロ４５は例
えば振動ジャイロ、レートジャイロ等の角速度検出型ジ
ャイロであってよい。
えば振動ジャイロ、レートジャイロ等の角速度検出型ジ
ャイロであってよい。
【００４８】本例によると、方位ジンバル４０のＵ字形
部４０−２の一方の脚部には仰角発信器３４が装着され
ており、斯かる仰角発信器３４によってアンテナ１４の
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度θが検出されそれを指示
する信号が出力される。
部４０−２の一方の脚部には仰角発信器３４が装着され
ており、斯かる仰角発信器３４によってアンテナ１４の
仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度θが検出されそれを指示
する信号が出力される。
【００４９】本例のアンテナ指向装置は、図２の従来例
と同様な仰角制御ループと方位角制御ループとを有する
が、方位制御ループに揺動判定器８６が設けられている
点が図２の従来例と異なっている。
と同様な仰角制御ループと方位角制御ループとを有する
が、方位制御ループに揺動判定器８６が設けられている
点が図２の従来例と異なっている。
【００５０】方位角制御ループは方位ジャイロ４５及び
第２の加速度計４７と方位発信器２４と仰角軸線傾斜演
算器８０と傾斜軸線方位演算器８５と増幅器５９とを含
み、更に、リワインド回路７１と切替え回路７２と揺動
判定器８９が設けられている。
第２の加速度計４７と方位発信器２４と仰角軸線傾斜演
算器８０と傾斜軸線方位演算器８５と増幅器５９とを含
み、更に、リワインド回路７１と切替え回路７２と揺動
判定器８９が設けられている。
【００５１】方位ジャイロ４５によって出力された仰角
軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に
直交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ωP と第
２の加速度計４７によって出力されたアンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角度η’を表す信号はそれぞれ
仰角軸線傾斜演算器８０に入力され、斯かる仰角軸線傾
斜演算器８０によって仰角軸線Ｙ−Ｙの水平面に対する
傾斜角ηが求められる。
軸線Ｙ−Ｙ及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの双方に
直交する軸線周りのアンテナ１４の回転角速度ωP と第
２の加速度計４７によって出力されたアンテナ１４の中
心軸線Ｘ−Ｘ周りの傾斜角度η’を表す信号はそれぞれ
仰角軸線傾斜演算器８０に入力され、斯かる仰角軸線傾
斜演算器８０によって仰角軸線Ｙ−Ｙの水平面に対する
傾斜角ηが求められる。
【００５２】仰角発信器３４からアンテナ１４の仰角軸
線Ｙ−Ｙ周りの回転角度θが出力され、次に適当な減算
器にて斯かる回転角度θより衛星高度角θS が減算され
て水平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの
回転角度ξ（＝θS −θ）が求められる。尚、斯かる水
平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転
角度ξは アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角
度θよりアンテナの仰角θA を減算して（＝θA −θ）
求めてもよい。
線Ｙ−Ｙ周りの回転角度θが出力され、次に適当な減算
器にて斯かる回転角度θより衛星高度角θS が減算され
て水平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの
回転角度ξ（＝θS −θ）が求められる。尚、斯かる水
平面に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転
角度ξは アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角
度θよりアンテナの仰角θA を減算して（＝θA −θ）
求めてもよい。
【００５３】傾斜軸線方位演算器８５には、仰角軸線傾
斜演算器８０から出力された仰角軸線Ｙ−Ｙの水平面に
対する傾斜角ηと仰角発信器３４から出力された水平面
に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度
ξと方位発信器２４から得られたアンテナ１４の方位角
φA とをそれぞれ表す信号が供給される。
斜演算器８０から出力された仰角軸線Ｙ−Ｙの水平面に
対する傾斜角ηと仰角発信器３４から出力された水平面
に対するアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度
ξと方位発信器２４から得られたアンテナ１４の方位角
φA とをそれぞれ表す信号が供給される。
【００５４】傾斜軸線方位演算器８５では、仰角軸線Ｙ
−Ｙの傾斜角ηとアンテナ１４の回転角度ξとから傾斜
軸線方位φT が演算され、斯かる傾斜軸線方位φT は方
位発信器２４から得られたアンテナの方位角φA と比較
されて方位偏差ΔφT が演算される。
−Ｙの傾斜角ηとアンテナ１４の回転角度ξとから傾斜
軸線方位φT が演算され、斯かる傾斜軸線方位φT は方
位発信器２４から得られたアンテナの方位角φA と比較
されて方位偏差ΔφT が演算される。
【００５５】傾斜軸線方位φT とアンテナの方位角φA
との差を示す方位偏差ΔφT 信号は傾斜軸線方位演算器
８５より増幅器５９に出力され、増幅器５９より更に方
位サーボモータ２３に供給される。こうして、方位偏差
ΔφT が零となるように、即ち、仰角軸線Ｙ−Ｙの方位
が傾斜軸線方位φT に整合するように、方位ジンバル４
０が制御される。
との差を示す方位偏差ΔφT 信号は傾斜軸線方位演算器
８５より増幅器５９に出力され、増幅器５９より更に方
位サーボモータ２３に供給される。こうして、方位偏差
ΔφT が零となるように、即ち、仰角軸線Ｙ−Ｙの方位
が傾斜軸線方位φT に整合するように、方位ジンバル４
０が制御される。
【００５６】以上の制御は、次の原理に基づいている。
即ち、船体の揺動は必ず水平面内の１つの回転軸線（船
体の傾斜軸線）周りの回転運動であると考えることがで
きる、従って、仰角軸線Ｙ−Ｙが常にこの回転軸線の方
位φT に整合するように方位ジンバル４０の方位を制御
すれば、衛星高度角が高いときでも常にアンテナ１４の
中心軸線Ｘ−Ｘを天頂方向に指向させることができる。
即ち、船体の揺動は必ず水平面内の１つの回転軸線（船
体の傾斜軸線）周りの回転運動であると考えることがで
きる、従って、仰角軸線Ｙ−Ｙが常にこの回転軸線の方
位φT に整合するように方位ジンバル４０の方位を制御
すれば、衛星高度角が高いときでも常にアンテナ１４の
中心軸線Ｘ−Ｘを天頂方向に指向させることができる。
【００５７】次に、本例の揺動判定器８９の動作を説明
する。揺動判定器８９には、仰角軸線傾斜演算器８０か
ら出力された水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角η
と仰角発信器３４から出力された水平面に対するアンテ
ナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度ξとをそれぞれ
表す信号が供給され、更に、方位発信器２４から得られ
たアンテナ１４の方位角φA を指示する信号が入力され
る。
する。揺動判定器８９には、仰角軸線傾斜演算器８０か
ら出力された水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角η
と仰角発信器３４から出力された水平面に対するアンテ
ナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度ξとをそれぞれ
表す信号が供給され、更に、方位発信器２４から得られ
たアンテナ１４の方位角φA を指示する信号が入力され
る。
【００５８】揺動判定器８９では、水平面に対する仰角
軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηと水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りのアンテナ１４の回転角度ξとはそれぞれ所定の値
η0、ξ0 と比較され、該傾斜角η及び回転角度ξの両
者が共にそれぞれ所定の値η 0 、ξ0 より小さいとき
に、船体の揺動が小さいことを指示する制御抑制信号が
生成される。制御抑制信号が生成されている間は、上述
の通常の方位制御ループは作動しない。
軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηと水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りのアンテナ１４の回転角度ξとはそれぞれ所定の値
η0、ξ0 と比較され、該傾斜角η及び回転角度ξの両
者が共にそれぞれ所定の値η 0 、ξ0 より小さいとき
に、船体の揺動が小さいことを指示する制御抑制信号が
生成される。制御抑制信号が生成されている間は、上述
の通常の方位制御ループは作動しない。
【００５９】こうして、本例では、衛星高度角が高く仰
角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線方位に整合するよう制御
されていた状態のときに、揺動判定器８９によって船体
の揺動が小さいと判定されると、仰角軸線Ｙ−Ｙが船体
の傾斜軸線方位ではなく船体の首尾線方位に整合するよ
う制御されることとなる。即ち、アンテナ１４の方位が
船体の首尾線方位に対して９０°の角度をなすように、
方位ジンバル４０が回転される。
角軸線Ｙ−Ｙが船体の傾斜軸線方位に整合するよう制御
されていた状態のときに、揺動判定器８９によって船体
の揺動が小さいと判定されると、仰角軸線Ｙ−Ｙが船体
の傾斜軸線方位ではなく船体の首尾線方位に整合するよ
う制御されることとなる。即ち、アンテナ１４の方位が
船体の首尾線方位に対して９０°の角度をなすように、
方位ジンバル４０が回転される。
【００６０】リワインド機構はアンテナ１４の方位が所
定の基準方位に対して所定の回転角度、例えば、±２７
０°だけ回転すると作動し、方位ジンバル４０を反対方
向に３６０°回転させるように構成されている。上述の
ように、斯かる基準方位は仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾
線方位に整合したときのアンテナ１４の方位、即ち、ア
ンテナ１４の方位角φA が船体の首尾線方位に対して９
０°だけ偏倚された方位に設定される。
定の基準方位に対して所定の回転角度、例えば、±２７
０°だけ回転すると作動し、方位ジンバル４０を反対方
向に３６０°回転させるように構成されている。上述の
ように、斯かる基準方位は仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾
線方位に整合したときのアンテナ１４の方位、即ち、ア
ンテナ１４の方位角φA が船体の首尾線方位に対して９
０°だけ偏倚された方位に設定される。
【００６１】従って、揺動判定器８９によって船体の揺
動が小さいと判定されそれによって指向されるアンテナ
１４の方位とリワインド機構の基準方位とは一致する。
衛星高度角が高いときに揺動判定器８９によって船体の
揺動が小さいと判定され、アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−
Ｙが船体の首尾線に整合するように、方位ジンバル４０
が回転されたと仮定する。このときのアンテナ１４の方
位角φA は基準方位にあるから、リワインド機構が作動
する方位（基準方位より±２７０°偏倚した方位）より
最も遠い方位にあることとなる。従って、リワインド機
構が作動できる通常の状態に戻ったときに、船体が揺動
してもリワインド機構がただちに作動開始することはな
い。
動が小さいと判定されそれによって指向されるアンテナ
１４の方位とリワインド機構の基準方位とは一致する。
衛星高度角が高いときに揺動判定器８９によって船体の
揺動が小さいと判定され、アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−
Ｙが船体の首尾線に整合するように、方位ジンバル４０
が回転されたと仮定する。このときのアンテナ１４の方
位角φA は基準方位にあるから、リワインド機構が作動
する方位（基準方位より±２７０°偏倚した方位）より
最も遠い方位にあることとなる。従って、リワインド機
構が作動できる通常の状態に戻ったときに、船体が揺動
してもリワインド機構がただちに作動開始することはな
い。
【００６２】図２に、揺動判定器８９の構成例を示す。
揺動判定器８９は、方位発信器２４より得られた方位角
φA と９０°とを比較する第１の比較器９１と、水平面
に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度
ξと所定の値ξ0 と比較する第２の比較器９３と、水平
面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηと所定の値η0と
を比較する第３の比較器９５と、第２及び第３の比較器
９３、９５の出力信号を入力するＡＮＤ回路９７とを含
む。
揺動判定器８９は、方位発信器２４より得られた方位角
φA と９０°とを比較する第１の比較器９１と、水平面
に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角度
ξと所定の値ξ0 と比較する第２の比較器９３と、水平
面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ηと所定の値η0と
を比較する第３の比較器９５と、第２及び第３の比較器
９３、９５の出力信号を入力するＡＮＤ回路９７とを含
む。
【００６３】第１の比較器９１では、入力端子８９ａよ
り入力された方位角φA を指示する信号と入力端子８９
ｂより入力された方位角９０°を指示する信号より両者
の方位偏差角ΔφA を指示する偏差角信号が生成され出
力端子８９ｅより出力される。ＡＮＤ回路９７では回転
角度ξが所定のξ0 より小さく且つ傾斜角ηが所定の値
η0 より小さいときに制御信号が生成される。斯かる制
御信号は衛星高度角が高く且つ船体の揺動が小さいこと
を示す。第１の比較器９１から出力された偏差角信号と
ＡＮＤ回路９７から出力された制御信号とは切替え回路
７２に入力される。
り入力された方位角φA を指示する信号と入力端子８９
ｂより入力された方位角９０°を指示する信号より両者
の方位偏差角ΔφA を指示する偏差角信号が生成され出
力端子８９ｅより出力される。ＡＮＤ回路９７では回転
角度ξが所定のξ0 より小さく且つ傾斜角ηが所定の値
η0 より小さいときに制御信号が生成される。斯かる制
御信号は衛星高度角が高く且つ船体の揺動が小さいこと
を示す。第１の比較器９１から出力された偏差角信号と
ＡＮＤ回路９７から出力された制御信号とは切替え回路
７２に入力される。
【００６４】こうして、本例によれば、衛星高度角が高
く且つ船体の揺動が小さいとき、揺動判定器８９より切
替え回路７２に偏差角信号と制御信号とが供給される。
切替え回路７２は斯かる偏差角信号と制御信号とに基づ
いて方位サーボモータ２３にアンテナ１４の方位角と回
転方向を指示する命令信号を供給する。それによって、
アンテナ１４はその方位φA が例えば首尾線方位より９
０°偏倚した所定方位に移動される。即ち、アンテナ１
４の方位は仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾線方位に整合す
るように制御され、またリワインド機構は作動しない。
く且つ船体の揺動が小さいとき、揺動判定器８９より切
替え回路７２に偏差角信号と制御信号とが供給される。
切替え回路７２は斯かる偏差角信号と制御信号とに基づ
いて方位サーボモータ２３にアンテナ１４の方位角と回
転方向を指示する命令信号を供給する。それによって、
アンテナ１４はその方位φA が例えば首尾線方位より９
０°偏倚した所定方位に移動される。即ち、アンテナ１
４の方位は仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾線方位に整合す
るように制御され、またリワインド機構は作動しない。
【００６５】傾斜軸線は船体の揺動を水平な回転軸線周
りと回転運動と見做した場合の斯かる回転軸線のことで
ある。従って、船体がロール運動しているときは船体の
傾斜軸線は船体の首尾線に一致し、船体の揺動にてピッ
チ成分が小さく且つロール成分が大きいときは、斯かる
傾斜軸線方位は首尾線方位に近似される。仰角軸線Ｙ−
Ｙが船体の首尾線方位に整合するようにアンテナ１４の
方位が制御されている状態では、船体がロール運動して
いるとき又はピッチ成分が小さく且つロール成分が大き
いときは、アンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転制
御することによってアンテナ１４の指向精度を得ること
ができる。
りと回転運動と見做した場合の斯かる回転軸線のことで
ある。従って、船体がロール運動しているときは船体の
傾斜軸線は船体の首尾線に一致し、船体の揺動にてピッ
チ成分が小さく且つロール成分が大きいときは、斯かる
傾斜軸線方位は首尾線方位に近似される。仰角軸線Ｙ−
Ｙが船体の首尾線方位に整合するようにアンテナ１４の
方位が制御されている状態では、船体がロール運動して
いるとき又はピッチ成分が小さく且つロール成分が大き
いときは、アンテナ１４を仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転制
御することによってアンテナ１４の指向精度を得ること
ができる。
【００６６】上述のように衛星高度角が高く且つ船体の
揺動が小さいときには、仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾線
方位に整合するように方位ジンバル４０が制御されリワ
インド機構は作動しないが、通常の状態に戻ると、従来
のように、仰角軸線Ｙ−Ｙの方位が傾斜軸線方位φT に
整合するように方位ジンバル４０が制御され、リワイン
ド機構が作動可能となる。しかしながら、船体がロール
運動しているとき又はピッチ成分が小さく且つロール成
分が大きいときは、船体の傾斜軸線は船体の首尾線に一
致し又は近似されるから、通常の制御状態に戻っても、
アンテナ１４の方位はリワインド機構が作動する方位よ
り最も遠い位置の近くにあり、すぐにリワインド機構が
作動することはない。
揺動が小さいときには、仰角軸線Ｙ−Ｙが船体の首尾線
方位に整合するように方位ジンバル４０が制御されリワ
インド機構は作動しないが、通常の状態に戻ると、従来
のように、仰角軸線Ｙ−Ｙの方位が傾斜軸線方位φT に
整合するように方位ジンバル４０が制御され、リワイン
ド機構が作動可能となる。しかしながら、船体がロール
運動しているとき又はピッチ成分が小さく且つロール成
分が大きいときは、船体の傾斜軸線は船体の首尾線に一
致し又は近似されるから、通常の制御状態に戻っても、
アンテナ１４の方位はリワインド機構が作動する方位よ
り最も遠い位置の近くにあり、すぐにリワインド機構が
作動することはない。
【００６７】以上本発明の実施例について詳細に説明し
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
てきたが、本発明は上述の実施例に限ることなく本発明
の要旨を逸脱することなく他の種々の構成が採り得るこ
とは当業者にとって容易に理解されよう。
【００６８】
【発明の効果】本発明に依れば、方位−エレベーション
方式のジンバル方式において、衛星の高度角が９０°近
傍にあるとき船体の揺動が所定値より小さいとき不必要
な方位ジンバル４０の回転運動を防止することができる
利点がある。
方式のジンバル方式において、衛星の高度角が９０°近
傍にあるとき船体の揺動が所定値より小さいとき不必要
な方位ジンバル４０の回転運動を防止することができる
利点がある。
【００６９】本発明に依れば、衛星の高度角が９０°近
傍にあるとき船体の揺動が所定値より小さいときに、仰
角軸線Ｙ−Ｙ方位を船体の首尾線に整合させるように構
成されているから、例えば、通常の船体の揺動ではロー
ル角がピッチ角に比べて大きく傾斜軸線は船体の首尾線
に近似させることができることを考慮すると、船体のロ
ールに対しては仰角軸線Ｙ−Ｙ周りにアンテナ１４を回
転させることによって、アンテナ１４の指向精度を向上
させることができる利点がある。
傍にあるとき船体の揺動が所定値より小さいときに、仰
角軸線Ｙ−Ｙ方位を船体の首尾線に整合させるように構
成されているから、例えば、通常の船体の揺動ではロー
ル角がピッチ角に比べて大きく傾斜軸線は船体の首尾線
に近似させることができることを考慮すると、船体のロ
ールに対しては仰角軸線Ｙ−Ｙ周りにアンテナ１４を回
転させることによって、アンテナ１４の指向精度を向上
させることができる利点がある。
【００７０】本発明に依れば、衛星の高度角が９０°近
傍にあり且つ船体の揺動が所定値より小さいときに、仰
角軸線Ｙ−Ｙ方位が船体の首尾線に整合するように構成
されているから、船体が大きく揺動し通常の方位制御ル
ープが作動開始したとき、仰角軸線Ｙ−Ｙ方位はリワイ
ンド機構の作動開始方位より離れた位置にあり、従っ
て、ただちにリワインド機構が作動開始することがな
く、リワインド機構の作動回数を減少させることができ
る利点がある。
傍にあり且つ船体の揺動が所定値より小さいときに、仰
角軸線Ｙ−Ｙ方位が船体の首尾線に整合するように構成
されているから、船体が大きく揺動し通常の方位制御ル
ープが作動開始したとき、仰角軸線Ｙ−Ｙ方位はリワイ
ンド機構の作動開始方位より離れた位置にあり、従っ
て、ただちにリワインド機構が作動開始することがな
く、リワインド機構の作動回数を減少させることができ
る利点がある。
【図１】本発明のアンテナ指向装置の例を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の揺動判定器の例を示す図である。
【図３】従来のアンテナ指向装置の例を示す図である。
【図４】仰角軸線傾斜演算器の構成例を示す図である。
【図５】傾斜軸線方位演算器の例を示す図である。
３ 基台 ３−１ ブリッジ部 １１ 円筒部 １３ アーム １４ アンテナ ２０ 方位軸 ２１−１、２１−２ 軸受 ２２ 方位歯車 ２３ 方位サーボモータ ２４ 方位発信器 ３０−１、３０−２ 仰角軸 ３１−１、３１−２ 軸受 ３２ 仰角歯車 ３３ 仰角サーボモータ ３４ 仰角発信器 ３５ ピニオン ４０ 方位ジンバル ４０−１ 支持軸部 ４０−２ Ｕ字形部 ４１ 取り付け金具 ４１−１、４１−２ 脚部 ４４ 仰角ジャイロ ４５ 方位ジャイロ ４６、４７ 加速度計 ５４ 積分器 ５５ 増幅器 ５６ 減衰器 ５７ アークサイン演算器 ５９ 増幅器 ７０ ケーブル ７１ リワインド制御器 ７２ 切替え回路 ８０ 仰角軸線傾斜演算器 ８１ 積分器 ８２ 比較器 ８３ 係数器 ８４ 比較器 ８５ 傾斜軸線方位演算器 ８６ 除算器 ８７ 加算器 ８８ 比較器 ８９ 揺動判定器 ９１、９３、９５ 比較器 ９７ ＡＮＤ回路 Ｘ−Ｘ アンテナ中心軸線 Ｙ−Ｙ 仰角軸線 Ｚ−Ｚ 方位軸線
フロントページの続き (72)発明者 村越 尊雄 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメック内 (72)発明者 北條 武 東京都大田区南蒲田２丁目16番46号 株式 会社トキメック内
Claims (2)
- 【請求項１】 中心軸線を有するアンテナと、該アンテ
ナに装着された支持部材と、上記中心軸線に直交する仰
角軸線を有し上記支持部材に装着されたアンテナを上記
仰角軸線周りに回転可能に支持する方位ジンバルと、該
方位ジンバルを上記仰角軸線に直交する方位軸線周りに
回転可能に支持する基台と、給電及び送受信のための柔
軟性あるケーブルと、上記仰角軸線に平行な入力軸線を
有し上記支持部材に装着された第１のジャイロと、上記
中心軸線と仰角軸線の両者に直交する入力軸線を有し上
記支持部材に装着された第２のジャイロと、上記仰角軸
線周りの上記アンテナの傾斜角を指示する信号を出力す
る第１の加速度計と、上記アンテナの中心軸線周りの傾
斜角を指示する信号を出力する第２の加速度計と、上記
方位軸線周りの上記方位ジンバルの回転角を指示する信
号を出力する方位発信器と、上記方位ジンバルに対する
上記仰角軸線周りの上記アンテナの回転角を指示する信
号を出力する仰角発信器と、上記方位発信器から出力さ
れた信号を入力し上記方位軸線周りに上記方位ジンバル
が所定の回転角度を越えて回転したとき上記方位ジンバ
ルを該所定の回転角度と反対方向に回転させて上記ケー
ブルの捩じれを解くためのリワインド制御器と、を有
し、衛星の方位角及び高度角に対応して上記アンテナの
中心軸線を上記衛星に指向させるように構成されたアン
テナ指向装置において、 更に船体の揺動の大小を判定する揺動判定器を設け、衛
星の高度角が９０度付近にあり上記揺動判定器によって
船体の揺動が小さいと判断されたとき上記仰角軸線が船
体の首尾線に整合するように上記方位ジンバルの方位を
制御するように構成されていることを特徴とするアンテ
ナ指向装置。 - 【請求項２】 請求項１のアンテナ指向装置において、
上記揺動判定器は水平面に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙの
傾斜角ηと水平面に対する上記仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの上
記アンテナ１４の回転角度ξとをそれぞれ表す信号を入
力し、上記傾斜角ηと回転角度ξとがそれぞれ所定の値
η0 、ξ0 より小さいときに、船体の揺動が小さいこと
を指示する信号が生成するように構成されていることを
特徴とするアンテナ指向装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346144A JPH06196918A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | アンテナ指向装置 |
| US08/027,224 US5517204A (en) | 1992-03-10 | 1993-03-05 | Antenna directing apparatus |
| GB9304916A GB2266164B (en) | 1992-03-10 | 1993-03-10 | Antenna directing apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4346144A JPH06196918A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | アンテナ指向装置 |
| US08/027,224 US5517204A (en) | 1992-03-10 | 1993-03-05 | Antenna directing apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196918A true JPH06196918A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=26578199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4346144A Pending JPH06196918A (ja) | 1992-03-10 | 1992-12-25 | アンテナ指向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06196918A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012124916A2 (ko) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | (주)인텔리안테크놀로지스 | 위성 통신용 안테나 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4346144A patent/JPH06196918A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012124916A2 (ko) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | (주)인텔리안테크놀로지스 | 위성 통신용 안테나 |
| WO2012124916A3 (ko) * | 2011-03-15 | 2012-12-27 | (주)인텔리안테크놀로지스 | 위성 통신용 안테나 |
| US9350067B2 (en) | 2011-03-15 | 2016-05-24 | Intellian Technologies Inc. | Antenna for satellite communication |
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