JPH06209208A - アンテナ指向装置 - Google Patents
アンテナ指向装置Info
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- JPH06209208A JPH06209208A JP5002581A JP258193A JPH06209208A JP H06209208 A JPH06209208 A JP H06209208A JP 5002581 A JP5002581 A JP 5002581A JP 258193 A JP258193 A JP 258193A JP H06209208 A JPH06209208 A JP H06209208A
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- antenna
- elevation
- azimuth
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 船体が航行中に動揺、振動等を受けたときで
も、常にアンテナ１４を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】アンテナ指向装置は第２の加速度計４７の出力
信号と第３の加速度計４８の出力信号と仰角発信器３４
の出力信号とを入力する傾斜補正演算部９３を有し、こ
の傾斜補正演算部９３は次式によって傾斜補正値ΔφA
を演算しこの傾斜補正値ΔφA を指示する信号を加算器
６１に出力するように構成されている。 ΔφA ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ ／ｓｉｎ
θP ） θ：方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのア
ンテナの回転角 ｘ：水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角 θP ：アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両
者に直交する軸線の水平面に対する傾斜角
も、常にアンテナ１４を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】アンテナ指向装置は第２の加速度計４７の出力
信号と第３の加速度計４８の出力信号と仰角発信器３４
の出力信号とを入力する傾斜補正演算部９３を有し、こ
の傾斜補正演算部９３は次式によって傾斜補正値ΔφA
を演算しこの傾斜補正値ΔφA を指示する信号を加算器
６１に出力するように構成されている。 ΔφA ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ ／ｓｉｎ
θP ） θ：方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのア
ンテナの回転角 ｘ：水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角 θP ：アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両
者に直交する軸線の水平面に対する傾斜角
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。このアンテナ指向装置は基本的には方位−仰角系と
称され、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。このアンテナ指向装置は基本的には方位−仰角系と
称され、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
配置されている。
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
配置されている。
【０００７】方位軸線Ｚ−Ｚはアンテナ指向装置の取り
付け面、例えば船体面に垂直であり、従って、仰角軸線
Ｙ−Ｙは船体面に対して常に平行に配置されている。
付け面、例えば船体面に垂直であり、従って、仰角軸線
Ｙ−Ｙは船体面に対して常に平行に配置されている。
【０００８】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。
【０００９】取り付け金具４１には、仰角ジャイロ４４
及び方位ジャイロ４５が装着され、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
る。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。
及び方位ジャイロ４５が装着され、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
る。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。
【００１０】取り付け金具４１には更に、第１の加速度
計４６と第２の加速度計４７と第３の加速度計４８とが
装着されている。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によって水平面に対す
る仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度ｘが検出される。
計４６と第２の加速度計４７と第３の加速度計４８とが
装着されている。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によって水平面に対す
る仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度ｘが検出される。
【００１１】第２の加速度計４７をその入力軸線が仰角
軸線Ｙ−Ｙに平行となるように、取り付け金具４１に装
着すれば、その出力はｓｉｎｘに比例する。尚、第２の
加速度計４７は、その入力軸線が仰角軸線Ｙ−Ｙに平行
となるように、方位ジンバル４０に装着してもよい。
軸線Ｙ−Ｙに平行となるように、取り付け金具４１に装
着すれば、その出力はｓｉｎｘに比例する。尚、第２の
加速度計４７は、その入力軸線が仰角軸線Ｙ−Ｙに平行
となるように、方位ジンバル４０に装着してもよい。
【００１２】第３の加速度計４８は第１の加速度計４６
及び第２の加速度計４７の双方に直交するように装着さ
れる、即ち、第１の加速度計４６の入力軸線及び第２の
加速度計４７の入力軸線の双方に直交する入力軸線を有
するように取り付けられる。こうして、第３の加速度計
４８はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−
Ｙの双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度を検
出する。
及び第２の加速度計４７の双方に直交するように装着さ
れる、即ち、第１の加速度計４６の入力軸線及び第２の
加速度計４７の入力軸線の双方に直交する入力軸線を有
するように取り付けられる。こうして、第３の加速度計
４８はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−
Ｙの双方に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度を検
出する。
【００１３】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。
【００１４】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。
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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】第２のループにおいて、第１の加速度計４
６、第２の加速度計４７及び第３の加速度計４８からな
る直交３軸の加速度計の出力信号はアンテナ仰角演算部
８１に供給される。アンテナ仰角演算部８１は３つの加
速度計４６、４７、４８の出力信号を入力し、アンテナ
１４の仰角θA 、即ち、水平面に対するアンテナ１４の
中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角を演算する。斯かる演算はアン
テナ１４の仰角θA の正接よりアークタンジェント演算
を行い、それによってアンテナ１４の仰角θAの値及び
その象限を求めることを含む。尚、アンテナ仰角演算部
８１の機能と構成の詳細については、本願出願人と同一
の出願人によって出願された特願平４−３４８７４５号
を参照されたい。
６、第２の加速度計４７及び第３の加速度計４８からな
る直交３軸の加速度計の出力信号はアンテナ仰角演算部
８１に供給される。アンテナ仰角演算部８１は３つの加
速度計４６、４７、４８の出力信号を入力し、アンテナ
１４の仰角θA 、即ち、水平面に対するアンテナ１４の
中心軸線Ｘ−Ｘの傾斜角を演算する。斯かる演算はアン
テナ１４の仰角θA の正接よりアークタンジェント演算
を行い、それによってアンテナ１４の仰角θAの値及び
その象限を求めることを含む。尚、アンテナ仰角演算部
８１の機能と構成の詳細については、本願出願人と同一
の出願人によって出願された特願平４−３４８７４５号
を参照されたい。
【００１９】アンテナ仰角演算部８１より出力されたア
ンテナ１４の仰角θA を指示する信号は、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 に一致させるための適当な時定数
を有する。尚、減衰器５６に仰角ジャイロ４４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。
ンテナ１４の仰角θA を指示する信号は、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 に一致させるための適当な時定数
を有する。尚、減衰器５６に仰角ジャイロ４４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。
【００２０】方位角制御ループはアンテナ１４の方位角
φA が衛星方位角φS に一致するように方位ジンバル４
０の方位を制御する機能を有する。方位ジャイロ４５の
出力信号は、積分器５８及び増幅器５９を介して方位サ
ーボモータ２３にフィードバックされ、それによってア
ンテナ１４は、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角
軸線Ｙ−Ｙの両者に直交する軸線周りの船体の回転運動
に対して、安定化されることができる。
φA が衛星方位角φS に一致するように方位ジンバル４
０の方位を制御する機能を有する。方位ジャイロ４５の
出力信号は、積分器５８及び増幅器５９を介して方位サ
ーボモータ２３にフィードバックされ、それによってア
ンテナ１４は、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角
軸線Ｙ−Ｙの両者に直交する軸線周りの船体の回転運動
に対して、安定化されることができる。
【００２１】方位発信器２４より方位ジンバル４０の回
転角（アンテナの回転角）φを指示する回転角信号が出
力され、斯かる回転角信号は加算器６１に供給される。
加算器６１では、斯かる回転角φと例えば磁気コンパス
又はジャイロコンパスより供給された船首方位角φC と
傾斜補正演算部８３より供給された傾斜補正値ΔφAEと
が加算され、その和より衛星方位角φS が減算される。
加算器６１の出力信号は、更に、減衰器６０を経由して
積分器５８に入力される。アンテナの回転角φと船首方
位角φC と傾斜補正値ΔφAEとの和が衛星方位角φS に
等しくなるとき、アンテナ１４の方位は静止する。
転角（アンテナの回転角）φを指示する回転角信号が出
力され、斯かる回転角信号は加算器６１に供給される。
加算器６１では、斯かる回転角φと例えば磁気コンパス
又はジャイロコンパスより供給された船首方位角φC と
傾斜補正演算部８３より供給された傾斜補正値ΔφAEと
が加算され、その和より衛星方位角φS が減算される。
加算器６１の出力信号は、更に、減衰器６０を経由して
積分器５８に入力される。アンテナの回転角φと船首方
位角φC と傾斜補正値ΔφAEとの和が衛星方位角φS に
等しくなるとき、アンテナ１４の方位は静止する。
【００２２】傾斜補正演算器８３は、第２の加速度計４
７より仰角軸線Ｙ−Ｙの水平面に対する傾斜角度ｘ又は
ｓｉｎｘを指示する信号を受入れ、仰角発信器３４より
アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度θを指示
する信号を受入れるように接続されている。
７より仰角軸線Ｙ−Ｙの水平面に対する傾斜角度ｘ又は
ｓｉｎｘを指示する信号を受入れ、仰角発信器３４より
アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転角度θを指示
する信号を受入れるように接続されている。
【００２３】傾斜補正演算器８３では、次の数１の式に
基づいて傾斜補正値ΔφAEが計算される。
基づいて傾斜補正値ΔφAEが計算される。
【００２４】
【数１】 θ ：方位ジンバルに対するアンテナの仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの回転角 ｘ ：水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角 θS ：衛星の高度角
周りの回転角 ｘ ：水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角 θS ：衛星の高度角
【００２５】この方位角制御ループは、アンテナ１４の
方位角φA を衛星方位角φS に一致させるための適当な
時定数を有する。尚、減衰器６０に方位ジャイロ４５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。即ち、減衰器５６、６０の出力は積
分型ジャイロトルカの出力に相当する。
方位角φA を衛星方位角φS に一致させるための適当な
時定数を有する。尚、減衰器６０に方位ジャイロ４５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。即ち、減衰器５６、６０の出力は積
分型ジャイロトルカの出力に相当する。
【００２６】こうして、仰角制御ループと方位角制御ル
ープとによってアンテナ１４はその中心軸線Ｘ−Ｘが衛
星方向に指向するように構成されている。
ープとによってアンテナ１４はその中心軸線Ｘ−Ｘが衛
星方向に指向するように構成されている。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のアンテナ指向装置では、傾斜補正演算部８３にて
なされる数１の式の演算において分母のルート内が負と
なり、演算が不能となる場合があった。例えば、船体の
大きな動揺、大きな外乱等によって瞬間的にアンテナ１
４が回転した場合、第２の加速度計４７によって検出さ
れる水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘが大きく
なる場合である。更に、数１の式のアークサイン内の値
が１Ｇ以上になることもあり、それによって演算不能と
なる場合もあった。
従来のアンテナ指向装置では、傾斜補正演算部８３にて
なされる数１の式の演算において分母のルート内が負と
なり、演算が不能となる場合があった。例えば、船体の
大きな動揺、大きな外乱等によって瞬間的にアンテナ１
４が回転した場合、第２の加速度計４７によって検出さ
れる水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘが大きく
なる場合である。更に、数１の式のアークサイン内の値
が１Ｇ以上になることもあり、それによって演算不能と
なる場合もあった。
【００２８】傾斜補正演算部８３にてなされる数１の式
の演算が不能となると、斯かる傾斜補正演算部８３を含
むループを使用することができず、高い精度にて迅速に
アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘを衛星に指向させることがで
きなかった。
の演算が不能となると、斯かる傾斜補正演算部８３を含
むループを使用することができず、高い精度にて迅速に
アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘを衛星に指向させることがで
きなかった。
【００２９】また、傾斜補正値ΔφAEを数１の式によっ
て求める場合には、傾斜補正値Δφ A の正負を判定する
ことはできるが、象限判定をすることはできなかった。
即ち、傾斜補正値ΔφAEは±９０°を越えることがある
が、それを判別することができない欠点があった。従っ
て、傾斜補正値ΔφAEが±９０°を越える場合には、高
い精度にてアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘを衛星に指向
させることができなかった。
て求める場合には、傾斜補正値Δφ A の正負を判定する
ことはできるが、象限判定をすることはできなかった。
即ち、傾斜補正値ΔφAEは±９０°を越えることがある
が、それを判別することができない欠点があった。従っ
て、傾斜補正値ΔφAEが±９０°を越える場合には、高
い精度にてアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘを衛星に指向
させることができなかった。
【００３０】本発明は、斯かる点に鑑み、船体が航行中
に動揺、振動等を受けたとき又は一定の傾斜角にて傾斜
しているときでも、常にアンテナ１４を衛星に対して良
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。
に動揺、振動等を受けたとき又は一定の傾斜角にて傾斜
しているときでも、常にアンテナ１４を衛星に対して良
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。
【００３１】
【課題を解決するための手段】本発明によれは、例えば
図１に示すように、中心軸線Ｘ−Ｘを有し支持部材４１
に支持されたアンテナ１４と、アンテナ１４及び支持部
材４１を中心軸線Ｘ−Ｘに直交する仰角軸線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、仰角軸線Ｙ−Ｙに平行
な入力軸線を有し支持部材４１に固定された第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に固定された第２
のジャイロ４５と、水平面に対する中心軸線Ｘ−Ｘ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、
水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ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、アンテナの中心軸線
Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直交する入力軸線を有
する第３の加速度計４８と、方位ジンバル４０の方位軸
線Ｚ−Ｚ周り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θを指示する信号を出力す
る仰角発信器３４と、を有し、加速度計４６、４７、４
８の出力信号から衛星の高度角に対応した値を減じた信
号を第１のジャイロ４４の実質的なトルカにフィードバ
ックし方位発信器２４の出力信号と船首方位角及び衛星
方位角に対応した信号とを加算器６１にて演算しその出
力信号を第２のジャイロ４５の実質的なトルカにフィー
ドバックしてアンテナの中心軸線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、第２の加速度計４７の出力信号と第３の加速度計４
８の出力信号と仰角発信器３４の出力信号とを入力する
傾斜補正演算部９３を設け、この傾斜補正演算部９３は
次式によって傾斜補正値ΔφA を演算しこの傾斜補正値
ΔφA を指示する信号を加算器６１に出力するように構
成されている。 ΔφA ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ ／ｓｉｎ
θP ） θ：方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのア
ンテナの回転角 ｘ：水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角 θP ：アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両
者に直交する軸線の水平面に対する傾斜角
図１に示すように、中心軸線Ｘ−Ｘを有し支持部材４１
に支持されたアンテナ１４と、アンテナ１４及び支持部
材４１を中心軸線Ｘ−Ｘに直交する仰角軸線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、仰角軸線Ｙ−Ｙに平行
な入力軸線を有し支持部材４１に固定された第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に固定された第２
のジャイロ４５と、水平面に対する中心軸線Ｘ−Ｘ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、
水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ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、アンテナの中心軸線
Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両者に直交する入力軸線を有
する第３の加速度計４８と、方位ジンバル４０の方位軸
線Ｚ−Ｚ周り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θを指示する信号を出力す
る仰角発信器３４と、を有し、加速度計４６、４７、４
８の出力信号から衛星の高度角に対応した値を減じた信
号を第１のジャイロ４４の実質的なトルカにフィードバ
ックし方位発信器２４の出力信号と船首方位角及び衛星
方位角に対応した信号とを加算器６１にて演算しその出
力信号を第２のジャイロ４５の実質的なトルカにフィー
ドバックしてアンテナの中心軸線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、第２の加速度計４７の出力信号と第３の加速度計４
８の出力信号と仰角発信器３４の出力信号とを入力する
傾斜補正演算部９３を設け、この傾斜補正演算部９３は
次式によって傾斜補正値ΔφA を演算しこの傾斜補正値
ΔφA を指示する信号を加算器６１に出力するように構
成されている。 ΔφA ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ ／ｓｉｎ
θP ） θ：方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのア
ンテナの回転角 ｘ：水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角 θP ：アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙの両
者に直交する軸線の水平面に対する傾斜角
【００３２】
【作用】本発明によれば、傾斜補正演算部９３にて数４
の式によって傾斜補正値ΔφAが求められ、斯かる傾斜
補正値ΔφA は加算器６１に供給され、それによってア
ンテナ１４の方位角誤差が修正されるから、アンテナ１
４の方位角φA を正確に求めることができアンテナ１４
を衛星方向に正確に指向させることができる。
の式によって傾斜補正値ΔφAが求められ、斯かる傾斜
補正値ΔφA は加算器６１に供給され、それによってア
ンテナ１４の方位角誤差が修正されるから、アンテナ１
４の方位角φA を正確に求めることができアンテナ１４
を衛星方向に正確に指向させることができる。
【００３３】
【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。
【００３４】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。
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。
【００３５】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Ｚ−Ｚ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Ｚ−Ｚ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。
【００３６】取り付け金具４１には、仰角ジャイロ４４
及び方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６、第２の加
速度計４７及び第３の加速度計４８が装着されている。
及び方位ジャイロ４５と第１の加速度計４６、第２の加
速度計４７及び第３の加速度計４８が装着されている。
【００３７】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
によって水平面に対するアンテナ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によって水
平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度が検出される。
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
によって水平面に対するアンテナ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によって水
平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角度が検出される。
【００３８】第３の加速度計４８は第１の加速度計４６
の入力軸線及び第２の加速度計４７の入力軸線の双方に
直交する入力軸線を有するように取り付けられる。従っ
て、第３の加速度計４８はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線の水平面に
対する傾斜角度を検出する。
の入力軸線及び第２の加速度計４７の入力軸線の双方に
直交する入力軸線を有するように取り付けられる。従っ
て、第３の加速度計４８はアンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線の水平面に
対する傾斜角度を検出する。
【００３９】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。
【００４０】本例のアンテナ指向装置は、図３の従来例
と同様に仰角制御ループと方位角制御ループとを有す
る。本例の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、従来の仰角
制御ループと同一であってよい。
と同様に仰角制御ループと方位角制御ループとを有す
る。本例の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、従来の仰角
制御ループと同一であってよい。
【００４１】方位角制御ループはアンテナの方位角φA
が衛星の方位角φS に一致するようにアンテナ１４を方
位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転させるよう構成されており、従
来の方位角制御ループと比較して、従来の傾斜補正演算
部８３の代わりに、新たな傾斜補正演算部９３が設けら
れている点が異なる。
が衛星の方位角φS に一致するようにアンテナ１４を方
位軸線Ｚ−Ｚ周りに回転させるよう構成されており、従
来の方位角制御ループと比較して、従来の傾斜補正演算
部８３の代わりに、新たな傾斜補正演算部９３が設けら
れている点が異なる。
【００４２】傾斜補正演算部９３は仰角発信器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
θを指示する信号と第２の加速度計４７より出力された
水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘの正弦値ｓｉ
ｎｘを指示する信号と第３の加速度計４８より出力され
たアンテナの中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの双方
に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度θP の正弦値
ｓｉｎθP を指示する信号とを入力して、傾斜補正値Δ
φA を演算する。
出力された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１４の回転角
θを指示する信号と第２の加速度計４７より出力された
水平面に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘの正弦値ｓｉ
ｎｘを指示する信号と第３の加速度計４８より出力され
たアンテナの中心軸線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの双方
に直交する軸線の水平面に対する傾斜角度θP の正弦値
ｓｉｎθP を指示する信号とを入力して、傾斜補正値Δ
φA を演算する。
【００４３】図２を参照して本例の傾斜補正演算部９３
の機能と動作を説明する。図２は半径１の単位球面を考
え、斯かる単位球面とアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
（図２にて線分ＯＸ）、仰角軸線Ｙ−Ｙ（図２にて線分
ＯＹ、ＯＹ’）、方位軸線Ｚ−Ｚ（図２にて線分ＯＺ、
ＯＺ’）、及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸
線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線（図２にて線分ＯＰ、Ｏ
Ｐ’）、の関係を示す図である。方位軸線Ｚ−Ｚは船体
面（アンテナ１４の取り付け面）に常に垂直である。
の機能と動作を説明する。図２は半径１の単位球面を考
え、斯かる単位球面とアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
（図２にて線分ＯＸ）、仰角軸線Ｙ−Ｙ（図２にて線分
ＯＹ、ＯＹ’）、方位軸線Ｚ−Ｚ（図２にて線分ＯＺ、
ＯＺ’）、及びアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸
線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線（図２にて線分ＯＰ、Ｏ
Ｐ’）、の関係を示す図である。方位軸線Ｚ−Ｚは船体
面（アンテナ１４の取り付け面）に常に垂直である。
【００４４】船体面が水平面に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ
（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転し、更に他の軸線例
えば船体の首尾線ＯＥ周りに回転角度ηだけ回転したも
のとする。方位軸線Ｚ−Ｚは線ＯＺから線ＯＺ’に移動
し、仰角軸線Ｙ−Ｙは線ＯＹから線ＯＤに移動する。
尚、∠ＸＯＤ＝９０°である。
（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転し、更に他の軸線例
えば船体の首尾線ＯＥ周りに回転角度ηだけ回転したも
のとする。方位軸線Ｚ−Ｚは線ＯＺから線ＯＺ’に移動
し、仰角軸線Ｙ−Ｙは線ＯＹから線ＯＤに移動する。
尚、∠ＸＯＤ＝９０°である。
【００４５】斯かる船体面の運動によって、アンテナ１
４の中心軸線Ｘ−Ｘも移動するが、制御ループによって
アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向を指向するよ
うに制御される。即ち、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
は線ＯＸから偏倚した位置に移動し再び線ＯＸまで移動
する。
４の中心軸線Ｘ−Ｘも移動するが、制御ループによって
アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向を指向するよ
うに制御される。即ち、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
は線ＯＸから偏倚した位置に移動し再び線ＯＸまで移動
する。
【００４６】斯かる制御によって、仰角軸線Ｙ−Ｙは方
位軸線ＯＺ’周りに回転角ΔφA だけ回転し線ＯＤから
線ＯＹ’に移動する。尚、∠ＸＯＹ’＝９０°である。
また、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙ
の双方に直交する線ＯＰは、線ＯＰ’に移動する。結
局、線ＯＹは線ＯＤを経由して線ＯＹ’に移動したこと
になり、∠ＰＯＰ’＝∠Ｙ’ＯＹ及び弧ＰＰ’＝弧Ｙ’
Ｙである。
位軸線ＯＺ’周りに回転角ΔφA だけ回転し線ＯＤから
線ＯＹ’に移動する。尚、∠ＸＯＹ’＝９０°である。
また、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘと仰角軸線Ｙ−Ｙ
の双方に直交する線ＯＰは、線ＯＰ’に移動する。結
局、線ＯＹは線ＯＤを経由して線ＯＹ’に移動したこと
になり、∠ＰＯＰ’＝∠Ｙ’ＯＹ及び弧ＰＰ’＝弧Ｙ’
Ｙである。
【００４７】線ＯＸ、線ＯＹ及び線ＯＰは互いに直交す
る長さ１の線であり、三角形ＸＹＰは１辺がπ／２の等
辺球面三角形となる。線ＯＸ、線ＯＹ’及び線ＯＰ’も
互いに直交する長さ１の線であり、三角形ＸＹ’Ｐ’は
１辺がπ／２の等辺球面三角形となる。単位球面上にて
点Ｘと点Ｐ及び点Ｐ’を直線で結ぶ。弧ＸＰは点Ａにて
水平面と直交し、更に点Ｐにて面ＯＹ’Ｐ’と直交す
る。弧ＸＰ’は点Ｃにて船体面（取り付け面）と直交
し、更に点Ｐ’にて面ＯＹ’Ｐ’と直交する。点Ｐ’か
ら水平面に下ろした垂線の足をＡ’とし、点Ｙ’から水
平面に下ろした垂線の足をＢ’とする。
る長さ１の線であり、三角形ＸＹＰは１辺がπ／２の等
辺球面三角形となる。線ＯＸ、線ＯＹ’及び線ＯＰ’も
互いに直交する長さ１の線であり、三角形ＸＹ’Ｐ’は
１辺がπ／２の等辺球面三角形となる。単位球面上にて
点Ｘと点Ｐ及び点Ｐ’を直線で結ぶ。弧ＸＰは点Ａにて
水平面と直交し、更に点Ｐにて面ＯＹ’Ｐ’と直交す
る。弧ＸＰ’は点Ｃにて船体面（取り付け面）と直交
し、更に点Ｐ’にて面ＯＹ’Ｐ’と直交する。点Ｐ’か
ら水平面に下ろした垂線の足をＡ’とし、点Ｙ’から水
平面に下ろした垂線の足をＢ’とする。
【００４８】ここで、∠ＸＯＡ＝θ0 ＝弧ＸＡ、∠ＰＯ
Ａ＝θP0＝弧ＰＡ、∠ＢＯＤ＝η＝弧ＢＤ、∠ＸＯＣ＝
θ＝弧ＸＣ、∠Ｐ’ＯＡ’＝θP ＝弧Ｐ’Ａ’、∠Ｙ’
ＯＢ’＝ｘ＝弧Ｙ’Ｂ’である。
Ａ＝θP0＝弧ＰＡ、∠ＢＯＤ＝η＝弧ＢＤ、∠ＸＯＣ＝
θ＝弧ＸＣ、∠Ｐ’ＯＡ’＝θP ＝弧Ｐ’Ａ’、∠Ｙ’
ＯＢ’＝ｘ＝弧Ｙ’Ｂ’である。
【００４９】第１の加速度計４６は線ＯＸに沿って装着
され、第２の加速度計４７は線ＯＹに沿って装着され、
第３の加速度計４８は線ＯＰに沿って装着されている。
船体面が水平面と同一であるとき、仰角発信器３４によ
って船体面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾
斜角∠ＸＯＡ＝θ0 が出力され、第２の加速度計４７に
よってｓｉｎ∠ＹＯＢ＝ｓｉｎ０＝０が検出され、第３
の加速度計４８によってｓｉｎ∠ＰＯＡ＝ｓｉｎθP0が
検出される。尚、第１の加速度計４６によってｓｉｎ∠
ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 が検出される。
され、第２の加速度計４７は線ＯＹに沿って装着され、
第３の加速度計４８は線ＯＰに沿って装着されている。
船体面が水平面と同一であるとき、仰角発信器３４によ
って船体面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの傾
斜角∠ＸＯＡ＝θ0 が出力され、第２の加速度計４７に
よってｓｉｎ∠ＹＯＢ＝ｓｉｎ０＝０が検出され、第３
の加速度計４８によってｓｉｎ∠ＰＯＡ＝ｓｉｎθP0が
検出される。尚、第１の加速度計４６によってｓｉｎ∠
ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 が検出される。
【００５０】船体面が水平面に対して仰角軸線Ｙ−Ｙ
（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転し、更に船体の首尾
線ＯＥ周りに回転角度ηだけ回転すると、仰角発信器３
４によって船体面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘの傾斜角∠ＸＯＣ＝θが出力され、第２の加速度計４
７によってｓｉｎ∠Ｙ’ＯＢ’＝ｓｉｎｘが検出され、
第３の加速度計４８によってｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’＝ｓｉ
ｎθP が検出される。
（ＯＹ）周りに回転角度ξだけ回転し、更に船体の首尾
線ＯＥ周りに回転角度ηだけ回転すると、仰角発信器３
４によって船体面に対するアンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘの傾斜角∠ＸＯＣ＝θが出力され、第２の加速度計４
７によってｓｉｎ∠Ｙ’ＯＢ’＝ｓｉｎｘが検出され、
第３の加速度計４８によってｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’＝ｓｉ
ｎθP が検出される。
【００５１】尚、衛星の高度角θS （＝θA とする。）
は船体面の運動に無関係だから、第１の加速度計４６に
よって検出される値ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 は変化
しない。
は船体面の運動に無関係だから、第１の加速度計４６に
よって検出される値ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ0 は変化
しない。
【００５２】次に、傾斜補正値ΔφA を求める。ΔφA
＝弧ＥＣ＝弧ＤＹ’である。球面三角法の定理を適用す
れば、次の数２の式が求められる。
＝弧ＥＣ＝弧ＤＹ’である。球面三角法の定理を適用す
れば、次の数２の式が求められる。
【００５３】
【数２】ｓｉｎΔφA ＝ｔａｎη・ｔａｎθ ｓｉｎｘ＝ｓｉｎη・ｃｏｓθS ／ｃｏｓθ ｓｉｎ2 ｘ＋ｓｉｎ2 θP ＝ｃｏｓ2 θS
【００５４】この数２の式の第１式及び第２式よりΔφ
A を求めると、次の数３の式が得られる。
A を求めると、次の数３の式が得られる。
【００５５】
【数３】
【００５６】この式の右辺を数２の式の第３式を使用し
て変形すると、次の数４の式が得られる。
て変形すると、次の数４の式が得られる。
【００５７】
【数４】 ｔａｎΔφA ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ／ｓｉｎθP
【００５８】この数４の式が本例の傾斜補正式となる。
上述のように、船体面に対するアンテナ１４の中心軸線
Ｘ−Ｘの傾斜角θは仰角発信器３４より得られ、水平面
に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘの正弦値ｓｉｎｘは
第２の加速度計４７より得られ、アンテナ１４の中心軸
線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線の水
平面に対する傾斜角度θP は第３の加速度計４８より得
られる。
上述のように、船体面に対するアンテナ１４の中心軸線
Ｘ−Ｘの傾斜角θは仰角発信器３４より得られ、水平面
に対する仰角軸線Ｙ−Ｙの傾斜角ｘの正弦値ｓｉｎｘは
第２の加速度計４７より得られ、アンテナ１４の中心軸
線Ｘ−Ｘ及び仰角軸線Ｙ−Ｙの双方に直交する軸線の水
平面に対する傾斜角度θP は第３の加速度計４８より得
られる。
【００５９】こうして、本例では数４の式によって傾斜
補正値ΔφA のタンジェントの値が求められ、その値の
アークタンジェントの値を求めることによってアンテナ
１４の回転角φの傾斜補正値ΔφA が得られる。
補正値ΔφA のタンジェントの値が求められ、その値の
アークタンジェントの値を求めることによってアンテナ
１４の回転角φの傾斜補正値ΔφA が得られる。
【００６０】再び図１を参照すると、傾斜補正演算部９
３によって得られた傾斜補正値Δφ A は加算器６１に供
給される。加算器６１の出力がゼロとなるとき、即ち、
アンテナの回転角φと船首方位角φC と傾斜補正値Δφ
A との和が衛星方位角φS に等しくなるとき、アンテナ
１４の方位は静止する。
３によって得られた傾斜補正値Δφ A は加算器６１に供
給される。加算器６１の出力がゼロとなるとき、即ち、
アンテナの回転角φと船首方位角φC と傾斜補正値Δφ
A との和が衛星方位角φS に等しくなるとき、アンテナ
１４の方位は静止する。
【００６１】数４の式の右辺の分母が０となるのは、θ
P ＝０となる場合、即ち、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘが天頂を向くときである。従って、本例では、傾斜補
正演算部９３における傾斜補正値ΔφA の演算にて、ア
ンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが天頂を向くとき以外に演
算不能となる場合はない。尚、斯かる場合には数４の式
のアークタンジェント演算時にΔφA ±９０°とおけば
よい。
P ＝０となる場合、即ち、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−
Ｘが天頂を向くときである。従って、本例では、傾斜補
正演算部９３における傾斜補正値ΔφA の演算にて、ア
ンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが天頂を向くとき以外に演
算不能となる場合はない。尚、斯かる場合には数４の式
のアークタンジェント演算時にΔφA ±９０°とおけば
よい。
【００６２】また、数４の式の右辺の各項は正負の値を
とり、従って、数４の式の左辺の値はそれに応じて正負
の値をとるから、傾斜補正値ΔφA が±９０°を越えて
もその象限判別が可能である。
とり、従って、数４の式の左辺の値はそれに応じて正負
の値をとるから、傾斜補正値ΔφA が±９０°を越えて
もその象限判別が可能である。
【００６３】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。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、傾斜補正演算部９３に
て数４の式によって傾斜補正値ΔφAが求められるか
ら、傾斜補正値ΔφA の演算が不能となることはなく、
従って、船体が急激に動揺しても高い精度にてアンテナ
１４の方位角φA を求めることができ、アンテナ１４を
正確に衛星方向に指向させることができる利点がある。
て数４の式によって傾斜補正値ΔφAが求められるか
ら、傾斜補正値ΔφA の演算が不能となることはなく、
従って、船体が急激に動揺しても高い精度にてアンテナ
１４の方位角φA を求めることができ、アンテナ１４を
正確に衛星方向に指向させることができる利点がある。
【００６５】本発明によれば、傾斜補正演算部９３にて
数４の式によって傾斜補正値ΔφAが求められるから、
傾斜補正値ΔφA の象限判別が可能であり、従って、船
体が急激に動揺しても高い精度にてアンテナ１４の方位
角φA を求めることができ、アンテナ１４を正確に衛星
方向に指向させることができる利点がある。
数４の式によって傾斜補正値ΔφAが求められるから、
傾斜補正値ΔφA の象限判別が可能であり、従って、船
体が急激に動揺しても高い精度にてアンテナ１４の方位
角φA を求めることができ、アンテナ１４を正確に衛星
方向に指向させることができる利点がある。
【００６６】従来の傾斜補正演算部８３では数１の式の
如きアークサイン演算によって傾斜補正値ΔφA が求め
られ加速度計の出力が１Ｇを越えるとき演算不能となる
ことがあったが、本発明によれば、アークタンジェント
演算によって傾斜補正値Δφ A が求められるから、演算
不能となることはない利点がある。
如きアークサイン演算によって傾斜補正値ΔφA が求め
られ加速度計の出力が１Ｇを越えるとき演算不能となる
ことがあったが、本発明によれば、アークタンジェント
演算によって傾斜補正値Δφ A が求められるから、演算
不能となることはない利点がある。
【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】傾斜補正演算部の機能を説明する説明図であ
る。
る。
【図３】従来のアンテナ指向装置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 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 第１の加速度計 ４７ 第２の加速度計 ４８ 第３の加速度計 ５４ 積分器 ５５ 増幅器 ５６ 減衰器 ５７ アークサイン演算器 ５８ 積分器 ５９ 増幅器 ６０ 減衰器 ６１ 加算器 ８１ アンテナ仰角演算部 ８３ 傾斜補正演算部 ９３ 傾斜補正演算部 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 神谷 吉範 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 (1)
- 【請求項１】 中心軸線を有し支持部材に支持されたア
ンテナと、該アンテナ及び上記支持部材を上記中心軸線
に直交する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、上記仰角軸線に
平行な入力軸線を有し上記支持部材に固定された第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固定された第２のジャイ
ロと、水平面に対する上記中心軸線の傾斜角を指示する
信号を出力する第１の加速度計と、水平面に対する上記
仰角軸線の傾斜角を指示する信号を出力する第２の加速
度計と、上記アンテナの中心軸線と仰角軸線の両者に直
交する入力軸線を有する第３の加速度計と、上記方位ジ
ンバルの上記方位軸線周り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θを指示する信号を
出力する仰角発信器と、を有し、上記加速度計の出力信
号から衛星の高度角に対応した値を減じた信号を上記第
１のジャイロの実質的なトルカにフィードバックし、上
記方位発信器の出力信号と船首方位角及び衛星方位角に
対応した信号とを加算器にて演算しその出力信号を上記
第２のジャイロの実質的なトルカにフィードバックして
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、 上記第２の加速度計の出力信号と上記第３の加速度計の
出力信号と上記仰角発信器の出力信号とを入力する傾斜
補正演算部を設け、該傾斜補正演算部は次式によって傾
斜補正値ΔφA を演算し該傾斜補正値ΔφA を指示する
信号を上記加算器に出力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。 ΔφA ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ ／ｓｉｎ
θP ） θ：上記方位ジンバルに対する上記アンテナの上記仰角
軸線周りの回転角 ｘ：水平面に対する上記仰角軸線の傾斜角 θP ：アンテナの中心軸線と仰角軸線の両者に直交する
軸線の水平面に対する傾斜角
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00258193A JP3277260B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP00258193A JP3277260B2 (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | アンテナ指向装置 |
| US08/027,224 US5517204A (en) | 1992-03-10 | 1993-03-05 | Antenna directing apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209208A true JPH06209208A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3277260B2 JP3277260B2 (ja) | 2002-04-22 |
Family
ID=26335993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00258193A Expired - Fee Related JP3277260B2 (ja) | 1992-03-10 | 1993-01-11 | アンテナ指向装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3277260B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3735070B2 (ja) | 2001-03-26 | 2006-01-11 | 花王株式会社 | 容器詰乳化飲料 |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP00258193A patent/JP3277260B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3277260B2 (ja) | 2002-04-22 |
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