JPH07109963B2 - アンテナ指向システム - Google Patents

アンテナ指向システム

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JPH07109963B2
JPH07109963B2 JP62132670A JP13267087A JPH07109963B2 JP H07109963 B2 JPH07109963 B2 JP H07109963B2 JP 62132670 A JP62132670 A JP 62132670A JP 13267087 A JP13267087 A JP 13267087A JP H07109963 B2 JPH07109963 B2 JP H07109963B2
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JP
Japan
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antenna
azimuth
quadrant
azimuth angle
command
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JP62132670A
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Inventor
誠治 吉田
陽二 三好
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株式会社トキメック
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ヘリコプタ等の移動体に搭載した指向性アン
テナから地上局の方向にテレビ信号等を中継伝送するよ
うにしたアンテナ指向システムに関する。
(従来技術) 従来、この種のアンテナ指向システムとしては、例えば
特公昭56-30562号の方向自動制御方式を使用したものが
知られている。
このアンテナ指向システムにあっては、機体下部に引き
上げ回転自在に指向性アンテナを内蔵したアンテナレド
ームを吊り下げ、アンテナレドーム内の指向性アンテナ
は、2軸回動機構により機体座標の俯仰角回り及び方位
角回りに回転駆動自在に装着される。
そして中継飛行中の指向制御は、地上局からの無線によ
る方位コマンドから得た設定方位角φeと機上で設定し
た設定俯仰角αeをアンテナ指向角情報として入力し、
機体運動による機首の方位角φ、ロール角θr及びピッ
チ角θpを検出して設定方位角及び設定俯仰角で与えら
れるアンテナ指向方向を示す基準ベクトルの地球座標に
おける(x,y,z)成分を機体座標における3軸成分(X2,
y2,z2)に座標変換し、更に機体座標におけるアンテナ
方位角φa及びアンテナ俯仰角θaを計算して指向性ア
ンテナを方位角及び俯仰角回りに回動制御し、機体運動
のいかんに係わらず設定した地上局の方向に自動的にア
ンテナを指向制御するようにしている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来のアンテナ指向システム
にあっては、機体運動のいかんに係わらず常に正確な自
動指向制御ができる点では優れているが、指向性アンテ
ナを2軸制御の機構にする必要があり方位及び俯仰角回
りに自由度をもつジンバル機構に吊り下げていることか
ら、指向制御のためのアンテナ駆動機構が複雑で大型化
し、ヘリの搭載重量が大きく、また飛行抵抗も増加する
という問題があった。
更に、指向制御は機体の方位角、ロール角及びピッチ角
を検出して設定方位角及び俯仰角からアンテナ方位角及
び俯仰角を求める複雑な座標変換演算を行なっているこ
とから、座標変換及びアンテナ方位角と俯仰角計算のた
めの演算ユニットも複雑で大型化するという問題が残さ
れていた。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされても
ので、アンテナの機械的な駆動や複雑な座標変換演算を
不要にした構造が簡単でコスト的にも安価な簡易型のア
ンテナ指向システムを提供することを目的とする。
この目的を達成するため本発明にあっては、ヘリコプタ
等の移動体に搭載された指向性アンテナから所定の地上
局の方向に電波を送信するアンテナ指向システムに於い
て、移動体の前部と後部のそれぞれに設置され、所定の
俯仰角をもって複数の指向性アンテナを異なる方位角で
方位角回りに順次配列した一対のアンテナユニットと;
磁北に対する機首方位角を検出する機首方位検出手段
と;地上局からの指令又は機上操作により地球座標にお
けるアンテナ指向方向を示すコマンド方位角を設定する
設定手段と;前記機首方位角とコマンド方位角に基づい
て機体座標におけるアンテナ方位角の属する象現を演算
する象現決定手段と: 前記象現決定手段により求められた象現に基づいて前記
一対のアンテナユニットのいずれか一方を選択する第1
のスイッチと、 前記象現決定手段により求められた象現に基づいて前記
選択されたアンテナユニット内の指向性アンテナから対
応するアンテナを送信アンテナとして選択する第2のス
イッチとを設けるようにしたものである。
(作用) このような構成を備えた本発明のアンテナ指向システム
にあっては、アンテナの方位角の指向制御は所謂マルチ
ホーンアンテナとして機体前後に装着した一対のアンテ
ナユニットの中の機体座標におけるアンテナ方位角に対
応した設定方位角をもつ1つの指向性アンテナを送信ア
ンテナとして選択することから、アンテナ駆動機構が不
要となり、また機首方位角を方向ジャイロにより検出す
ればコマンド方位角との差から機体座標におけるアンテ
ナ方位角が得られるため、複雑な座標を演算も不要にな
り、システムが大幅に簡易化され、大きなコストダウン
を図ることができる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示したシステムブロック図
である。
まず構成を説明すると、1Aは機体前部に設置されるアン
テナユニット、1Bは機体後部に設置されるアンテナユニ
ットであり、例えば第2図に示す機体2の先端のレドー
ム3A内にアンテナユニット1Aが収納され、機体2の後部
下側のレドーム3B内にアンテナユニット1Bが収納され
る。
再び第1図を参照するに、機体前部のアンテナユニット
1Aは例えば4つのホーンアンテナ4a〜4dを所定の俯仰角
をもって図示のように方位角回り(機体座標の水平回
り)に異なる方位角をもって順次配列している。
ここでアンテナユニット1Aに於ける4つのホーンアンテ
ナ4a〜4dの境界部分の指向方向をφ7,φ8,φ1,φ2,φ3
とすると、ホーンアンテナ4a〜4dがそれぞれのカバーす
る機体座標に於ける方位角の範囲はφ7〜φ8,…φ2〜
φ3となる。
機体後部のアンテナユニット1Bも同様に4つのホーンア
ンテナ4e〜4hを所定俯仰角をもって方位角回りに順次異
なる方位角で配列している。ここでアンテナユニット1B
に於けるホーンアンテナ4e〜4hの境界部分の機体座標に
於ける方位角をφ3,φ4,φ5,φ6,φ7とすると、各ホー
ンアンテナ4e〜4hの指向範囲はφ3〜φ4,…φ6〜φ7
となる。
従って、ホーンアンテナ1Aと1Bによって360度方向の方
位角回りをカバーすることができる。
51は磁気方位発振器、5は方向ジャイロであり、地球座
標、即ち磁北に対する機首方位角φを検出する。6は地
上局からのコマンド信号を受信するコマンド受信機であ
り、地上局から送信されるアンテナ指向方向を示すコマ
ンド情報を受信解読する。受信機6で受信された地上局
からのコマンド情報は自動方位設定器7に入力され、自
動方位設定器7より受信したコマンド情報に基づく地上
局の方向、即ち地球座標に於けるアンテナ指向方向を示
すコマンド方位角φcが設定される。8は手動方位設定
器であり、機上操作により地球座標に於けるアンテナ指
向方向を示すコマンド方位角φcを設定する。自動方位
設定器7又は手動方位設定器8の設定出力は切換スイッ
チ9を介して減算器10に与えられる。切換スイッチ9は
図示の切換位置で自動方位設定器7より出力される地上
局からのコマンド情報に基づいたコマンド方位角φcを
選択する。又、地上局からのコマンド情報が受信できな
い場合、若しくは地上局からコマンド情報が送信されて
いない場合には、手動方位設定器8側に切換えて、手動
設定されたコマンド方位角φcを選択する。
減算器10は方向ジャイロ5で検出された機首方位角φと
切換スイッチ9を介して得られたコマンド方位角φcと
に基づいて、機体座標に於けるアンテナ方位角φaを演
算する。
第3図は減算器10による機体座標のアンテナ方位角φa
の演算原理を示したもので、磁気方位発振器51及び方向
ジャイロ5は磁北に対する機首方位角φを検出し、一
方、自動方位設定器又は手動方位設定器8は磁北に対す
る地上局の方向を示すコマンド方位角φcを設定するこ
とから、機体座標に於けるアンテナ方位角φaはφa=
φc−φとして演算される。
再び第1図を参照するに、減算器10で演算された機体座
標に於けるアンテナ方位角φaは象現デコーダ11に入力
される。象現デコーダ11にはアンテナユニット1A,1Bに
於ける各ホーンアンテナの境界を示す閾値φ1〜φ8が
基準値として設定されており、これらの基準値φ1〜φ
8と減算器10より出力される機体座標に於けるアンテナ
方位角φaとを比較し、この比較結果に基づいてアンテ
ナユニット1A又は1Bに於けるいづれか1つのホーンアン
テナを送信アンテナとして選択するための制御信号を出
力する。
12はテレビカメラで撮影したテレビ信号等を中継伝送す
るための送信機であり、送信機12からの送信信号(SHF
波信号)は切換スイッチ13を介してSHF増幅器14又は15
に出力され、SHF増幅器14の出力はアンテナ切換スイッ
チ16を介してアンテナユニット1Aに於けるホーンアンテ
ナ4a〜4dのいづれか1つに供給され、又SHF増幅器15の
出力はアンテナ切換スイッチ17を介してアンテナユニッ
ト1Bに於けるホーンアンテナ4e〜4hのいづれか1つに出
力される。
切換スイッチ13は象現デコーダ11により切換制御され、
機体前後方向をx軸、左右方向をy軸とした図示の機体
水平面の座標を考えると、機体座標に於けるアンテナ方
位角φaが第3象現及び第4象現にあるとき、象現デコ
ーダ11は切換スイッチ13を図示のように切換えて送信機
12の出力を前部のアンテナユニット1A側に出力する。
又、アンテナ方位角φaが第1象現及び第2象現にある
ときには、象現デコーダ11は切換スイッチ13をb側に切
換え、送信機12の出力を後部アンテナユニット1B側の供
給する。
更にアンテナ切換スイッチ16,17も象現デコーダ11によ
り切換制御される。例えばアンテナ切換スイッチ16を例
に取ると、象現デコーダ11にはアンテナユニット1Aに於
けるホーンアンテナ4a〜4dの境界を与える方位角φ7,φ
8,φ1,φ2,φ3が閾値として設定されていることから、
例えばアンテナ方位角φaがφ2〜φ3の範囲にあると
き、図示のようにアンテナ切換スイッチ16をホーンアン
テナ4dの選択位置に切換える。
後部のホーンアンテナ1B側に設けたアンテナ切換スイッ
チ17についても同様であり、アンテナ方位角φaを象現
デコーダ11に於いてホーンアンテナ4e〜4hの境界を示す
閾値φ3,φ4,φ5,φ6,φ7と比較し、例えばアンテナ方
位角φaがφ3〜φ4の範囲にあるとき、図示のように
アンテナ切換スイッチ17はホーンアンテナ4eを選択する
位置に切換えられる。
次に第1図の実施例の動作を説明する。まず中継飛行に
際しては、中継対象となる地上局よりUHF帯又はVHF帯の
電波を使用してコマンド情報が送信されており、このコ
マンド情報をコマンド受信機6で受信再生して自動方位
設定器7に入力することで、地上局の方向を示す地球座
標に於けるコマンド方位角φcが得られ、図示の切換位
置にある切換スイッチ9を介して減算器10に入力され
る。一方、方向ジャイロ5は飛行中の地球座標、即ち磁
北に対する機首方位角φを検出しており、このため減算
器10はφa=φc−φとして機体座標に於けるアンテナ
方位角φaを象現デコーダ11に出力する。
このとき減算器10より出力される機体座標に於けるアン
テナ方位角φaが機体前部に設置したアンテナユニット
1Aに於けるホーンアンテナ4dの指向角φ2〜φ3の範囲
にあったとすると、アンテナ方位角φaは機体水平座標
に於ける第4象現にあることから、象現デコーダ11の出
力により切換スイッチ13は切換位置a側に切換えられ、
又アンテナ切換スイッチ16はホーンアンテナ4dの選択位
置に切換えられ、送信機12からの送信信号は切換スイッ
チ13を介してSHF増幅器14に与えられ、更にアンテナ切
換スイッチ16を介してホーンアンテナ4dに供給され、ホ
ーンアンテナ4dより地上局の方向に向けて電波を送信す
るようになる。
このような中継飛行中に機体の旋回により減算器10より
得られるアンテナ方位角φaが変化し、例えば後部のア
ンテナユニット1Bに於けるホーンアンテナ4eの指向範囲
φ3〜φ4の範囲に変化したとすると、アンテナ方位角
φaは機体水平座標に於ける第1象現になることから、
切換スイッチ13はb側に切換えられ、又アンテナ切換ス
イッチ17がホーンアンテナ4eの選択位置に切換えられ、
送信機12からの送信信号は切換スイッチ13を介してSHF
増幅器15に入力され、更にアンテナ切換スイッチ17を介
してホーンアンテナ4eに供給され、ホーンアンテナ4eよ
り地上局の方向に向けて送信されるようになる。
ここで象現デコーダ11による切換スイッチ13、及びアン
テナ切換スイッチ16,17の切換えは、送信機12より送信
されるテレビ信号のブランキングタイムに同期して行っ
ており、このためアンテナ切換えが行われても地上局で
受信するテレビ信号にアンテナ切換えによるノイズ分が
混入することはない。
尚、上記の実施例は移動体としてヘリコプターを例に取
るものであったが、この他に車両等の適宜の移動体につ
きそのまま適用することができる。
(発明の効果) 以上説明してきたように本発明によれば、機首方位とコ
マンド方位角に基づいて機体座標に於けるアンテナ方位
角を演算し、機体の前部と後部に分けて設置した所謂マ
ルチホーンアンテナとしての一対のアンテナユニットの
中の演算により求めた機体座標に於けるアンテナ方位角
に対応した設定方位角をもつ1つの指向性アンテナを送
信アンテナとして選択するため、アンテナ駆動機構が一
切不要となり、又機首方位角を方向ジャイロにより検出
すればコマンド方位角との差から機体座標に於けるアン
テナ方位角が得られるため、複雑な座標演算も不要とな
り、システムが大幅に簡略化でき、又大きなコストダウ
ンを図ることができる。
又、実施例特有の効果として、アンテナ切換えを送信す
るテレビ信号のブランキングタイムのタイミングで行っ
ているため、アンテナ切換えによるノイズ分が地上局の
受信信号に含まれず、S/N比の高い中継伝送を行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示したシステムブロック
図、第2図は機体に対するアンテナ装着状態を示した説
明図、第3図は機首方位角、コマンド方位角及びアンテ
ナ方位角の関係を示した説明図である。 1A,1B:アンテナユニット 2:機体 3A,3B:レドーム 4a〜4h:ホーンアンテナ 5:方向ジャイロ 51:磁気方位発振器 6:コマンド受信機 7:自動方位設定器 8:手動方位設定器 9:切換スイッチ 10:減算器 11:象現デコーダ 12:送信機 13:象現切換スイッチ 14,15:SHF増幅器 16,17:アンテナ切換スイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヘリコプタ等の移動体に搭載された指向性
    アンテナから所定の地上局の方向に電波を送信するアン
    テナ指向システムにおいて、 前記移動体の前部と後部に設置され、所定の俯仰角をも
    って複数の指向性アンテナを異なる方位角で方位角回り
    で順次配列した一対のアンテナユニットと: 磁北に対する機首方位角を検出する機首方位検出手段
    と: 地上局からの指令または機上操作により地球座標におけ
    るアンテナ指向方向を示すコマンド方位角を設定する設
    定手段と、 前記機首方位角とコマンド方位角に基づいて機体座標に
    おけるアンテナ方位角の属する象現を演算する象現決定
    手段と: 前記象現決定手段により求められた象現に基づいて前記
    一対のアンテナユニットのいずれか一方を選択する第1
    のスイッチと: 前記象現決定手段により求められた象現に基づいて前記
    選択されたアンテナユニット内の指向性アンテナから対
    応するアンテナを送信アンテナとして選択する第2のス
    イッチと: を備えたことを特徴とするアンテナ指向システム。
JP62132670A 1987-05-28 1987-05-28 アンテナ指向システム Expired - Lifetime JPH07109963B2 (ja)

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JP62132670A JPH07109963B2 (ja) 1987-05-28 1987-05-28 アンテナ指向システム

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JPS63296502A JPS63296502A (ja) 1988-12-02
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Families Citing this family (4)

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