JPH0714710U - アンテナ指向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アンテナの方位軸回りの制御を行う装置にお
いて移動体のローリングの影響を低減することができる
アンテナ指向装置とする。 【構成】 移動体のロール角を出力する垂直ジャイロ
（ロール角検出部）７と、各信号及びアンテナの指令方
位角であるアンテナコマンド方位角信号φ_E を処理して
アンテナ方位角制御信号φ_A を出力する信号処理部２
と、アンテナ３と、信号処理部２からの出力に基づきア
ンテナの方位角を制御するべくアンテナを回動させるア
ンテナ駆動部４とを備える。信号処理部２においてロー
ル角信号からアンテナコマンド方位角φ_E の補正を行
い、アンテナ方位角制御信号φ_A を出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ヘリコプター、車両又は人間等の移動体に保持され、アンテナを固 定局である受信局又は送信局に指向させるアンテナ指向装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のアンテナ指向装置としては、例えば、実開昭６０−１２４１２０号に記 載したものがある。この中でアンテナ指向装置はジャイロを備え、方位を検出し 、常に、初期のアンテナの方向を中継用アンテナが向くようにアンテナの方位軸 を回転駆動することで、アンテナを受信局に指向させる技術を開示する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来例においてアンテナ指向装置を保持する移動体がロー リングを行う場合は、アンテナのとる方位に誤差が出るという問題がある。 他方、アンテナの方位軸回りと俯仰軸回りの２軸制御をすることができるアン テナ指向装置であれば、移動体のローリング分に応じてアンテナの俯仰角を制御 することによって影響を受けないようにすることができるが、その分装置が大型 化し、高価になるという問題もある。

【０００４】 本考案は、かかる問題点に鑑みなされたもので、アンテナの方位軸回りの制御 を行う装置において移動体のローリングの影響を低減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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は、移動体に保持されるアンテナ指向装置 であって、アンテナの指令方位角であるアンテナコマンド方位角信号を処理して アンテナ方位角制御信号を出力する信号処理部と、アンテナと、信号処理部から の出力に基づきアンテナの方位角を制御するべくアンテナを回動させるアンテナ 駆動部とを備え、アンテナを指向させるアンテナ指向装置において、移動体のロ ール角を出力するロール角検出部を備え、信号処理部においてロール角信号から アンテナ方位角の補正を行いアンテナ方位角制御信号を出力する。

【０００６】

【作用】

移動体がローリングを起こすと、そのロール角に応じて水平面における方位角 にずれがでる。従って、そのずれを補うべく信号処理部でロール角検出部からの ロール角信号に基づいてアンテナの方位角の補正を行いアンテナの方位角制御信 号を出力する。

【０００７】 従って、アンテナの方位角の制御を行う装置において移動体のローリングの影 響を低減することができ、より正確にアンテナを相手局の方へ指向させることが できる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。図１は、本考案によるアン テナ指向装置のブロック図である。 アンテナ指向装置はヘリコプター、車両、人間等の移動体に対して保持され、 方位検出部１、信号処理部２、アンテナ３、アンテナの方位角を制御すべくアン テナ３を回転させるモータ４、モータ４によるアンテナ３の回転角度を検出する ロータリエンコーダ５、信号処理部２からの出力を増幅してモータ４に送る増幅 部６、及び移動体のロール角を検出して出力するロール角検出部である垂直ジャ イロ７を有する。

【０００９】 方位検出部１は、磁気方位センサ及び／又は方位ジャイロ等からなり、移動体 の機首方向の方位を求め方位信号φ_D を信号処理部２に出力する。 垂直ジャイロ７は、移動体のロール角θ_R を検出して信号処理部２に出力する 。 信号処理部２には、方位検出部１及び垂直ジャイロ７からの各信号の他、相手 局に対する方位であるコマンド方位角φ_C が入力される。コマンド方位角は、移 動体に別に備えたアンテナを用いて相手局から送信されるコマンド方位角を受信 することにより得ることができる。また、別の方法として、移動体の位置に応じ て予め相手局への方位が分かっている場合にはテーブルにして備えておき、移動 体の位置からテーブルのデータをコマンド方位角として用いることもできる。

【００１０】 信号処理部２は、ロール角補正信号演算部２１、減算部２２、２３を有し、方 位検出部１、垂直ジャイロ７からの信号とコマンド方位角信号を処理してアンテ ナ方位角制御信号を出力する。 信号処理部２から出力されるアンテナ方位角制御信号は、増幅部６を介して増 幅され、モータ４を駆動してアンテナ３を回動させてアンテナ３の方位角を変化 させる。アンテナ３の回転角度はロータリエンコーダ５によって検出され、再び 信号処理部２へと送られ、アンテナ方位角制御信号との減算が行われるサーボル ープを形成する。

【００１１】 次に、図２を参照しながら本実施例の作用を説明する。図において、１００は 移動体、１０２は相手局である。 Ｘ軸を移動体の機首方向、即ち移動体のロール軸とし、Ｙ軸を移動体水平時の ピッチ軸、Ｚ軸を移動体水平時の方位軸とする。図２（ａ）（ｂ）は移動体が水 平面上（Ｘ−Ｙ平面上）にあり、Ｘ軸が北に一致する（φ_D ＝０）ときのＸ−Ｙ 平面、Ｙ−Ｚ平面を示す。ｒは、アンテナ設定ベクトルを表し、そのＸ軸成分を ｘ、Ｙ軸成分をｙとし、コマンド方位角φ_C とすると、 tan φ_C ＝ｙ／ｘ （１） が成立する。次に、移動体がＸ軸回りにθ_R だけローリングしたものとし、Ｙ軸 がＹ’軸に、Ｚ軸がＺ’軸になるとすると、Ｘ−Ｙ’平面が移動体の水平面とな り、このとき、アンテナ設定ベクトルｒのＹ軸成分は、ｙcos θ_R になる。従っ て、Ｘ−Ｙ軸平面におけるアンテナ設定ベクトルの射影ベクトルｒ’がなす方位 角φは、 tan φ ＝ｙcos θ_R ／ｘ （２） となり、（１）式に比べるとcos θ_R がかかる分小さくなる。

【００１２】 従って、このローリングによる変化分をロール角補正信号演算部２１で補正を 行う。ロール角補正信号演算部２１による補正後の方位角をφ_A とすると、図３ （ｃ）、（１）、（２）式から、 φ_A ＝tan ^-1（ｙ／ｘcos θ_R ） ＝tan ^-1（tan φ_C ／cos θ_R ） （３） となる。

【００１３】 一般的には、移動体の機首方向が北を向いていないため、方位検出部からの方 位信号φ_D とコマンド方位角φ_C との減算を減算部２２で行い、アンテナコマン ド方位角φ_E として、 φ_E ＝φ_C −φ_D （４） とする。そして、ロール角補正信号演算部２１で、アンテナ方位角制御信号とな るφ_A を、 φ_A ＝tan ^-1（tan φ_E ／cos θ_R ） （５） の演算によって求める。さらに信号処理部２はロータリエンコーダ５から検出さ れたアンテナの回転角信号φ_R を取り込み、減算部２３で差を求めてアンテナ駆 動のためのアンテナ方位駆動信号φ_A −φ_R を出力し、増幅部６を介してモータ ４を駆動してアンテナ３を相手局１０２へ指向させる。

【００１４】 このように、移動体のローリングによる方位角のずれを補正することにより、 アンテナの方位軸回りの制御を行う装置において、より正確にアンテナを相手局 の方へ指向させることができる。 尚、本実施例では、ロール角検出部として垂直ジャイロを使用した例について 説明したが、これに限られるものではなくレートジャイロ、加速度計で置き換え ることも可能である。

【００１５】 また、本実施例では、方位検出部を使用して（４）式に示したように方位信号 φ_D とコマンド方位角φ_C との減算を行ってアンテナコマンド方位角φ_E とした が、これに限られるものではなく、直接手動によってアンテナコマンド方位角φ _E を設定入力してロール角の補正を行うように構成することも可能であり、本願 考案の範囲に包含される。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、移動体のロール角を出力するロール角 検出部を備え、信号処理部においてロール信号からアンテナ方位角の補正を行い アンテナ方位角制御信号を出力することとしたので、アンテナの方位軸回りの制 御を行う装置において移動体のローリングの影響を低減することができ、より正 確にアンテナを相手局の方へ指向させることができる。

【提出日】平成５年８月２３日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、移動体のロール角を出力するロール角 検出部を備え、信号処理部においてロール信号からアンテナコマンド方位角の補 正を行いアンテナ方位角制御信号を出力することとしたので、アンテナの方位軸 回りの制御を行う装置において移動体のローリングの影響を低減することができ 、より正確にアンテナを相手局の方へ指向させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかるアンテナ指向装置のブロック図
である。

【図２】本考案にかかるアンテナ指向装置の説明図であ
り、移動体が水平面上にあるときの状態を示し、（ａ）
はＸ−Ｙ平面、（ｂ）はＹ−Ｚ平面を示す。

【図３】本考案にかかるアンテナ指向装置の説明図であ
り、移動体がローリングを起こしたときの状態を示し、
（ａ）はＸ−Ｙ’平面、（ｂ）はＹ−Ｚ平面、（ｃ）は
Ｘ−Ｙ平面を示す。

【符号の説明】

１ 方位検出部 ２ 信号処理部 ３ アンテナ ４ モータ（アンテナ駆動部） ７ 垂直ジャイロ（ロール角検出部） ２１ ロール角補正信号演算部 ２２、２３ 減算部 １００ 移動体 １０２ 固定局

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【手続補正書】

【提出日】平成５年８月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【実用新案登録請求の範囲】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に保持されるアンテナ指向装置で
   あって、アンテナの指令方位角であるアンテナコマンド
   方位角信号を処理してアンテナ方位角制御信号を出力す
   る信号処理部と、アンテナと、信号処理部からの出力に
   基づきアンテナの方位角を制御するべくアンテナを回動
   させるアンテナ駆動部とを備え、アンテナを指向させる
   アンテナ指向装置において、 移動体のロール角を出力するロール角検出部を備え、信
   号処理部においてロール角信号からアンテナコマンド方
   位角の補正を行いコマンド方位角制御信号を出力するこ
   とを特徴とするアンテナ指向装置。