JPH07176933A - アンテナ指向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 船体の動揺中にリワインド動作をした場合で
も、リワインド動作後に迅速にアンテナを衛星に対して
良好に指向させ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】 アンテナ指向装置において、船体面の動揺角
η、ξを演算する動揺角演算部９４とリワインド動作中
の船体面の動揺角を推定演算する動揺角推定部１１８と
リワインド動作を開始すべきか否かを判断して命令信号
を発信するリワインド制御器１１７とリワインド制御ル
ープのゲインを調節するゲイン調整器１１３、１１４と
リワインドモードに切り換えるリワインド切替器１１
１、１１２とを有するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【０００２】

【従来の技術】図７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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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θ_A 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φ_A とする。

【００１７】仰角制御ループはアンテナの仰角θ_A が衛
星高度角θ_S 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、速い制御
ループ、即ち、仰角安定化ループと遅い制御ループ、即
ち、仰角拘束ループとを含む。速い制御ループ、即ち、
仰角安定化ループにおいて、仰角ジャイロ４４の出力は
仰角制御積分器５４、リワインド切替器１１２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】遅い制御ループ、即ち、仰角拘束ループに
おいて、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ｇ₁ 、ｇ₂ 、ｇ₃ を入力し、アンテナ１４の仰角
θ_A 、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θ_A を演算する。斯かる演算は次の数１の
式に基づいて実行される。

【００１９】

【数１】 ｔａｎθ_A ＝−ｇ₁ ／（ｇ₂ ｓｉｎε＋ｇ₃ ｃｏｓε） 但し、ｔａｎε＝ｇ₂ ／ｇ₃ 、

【００２０】数１の式より明らかなように、斯かる演算
はアンテナ１４の仰角θ_A 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θ_A 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４−３４８７
４５号を参照されたい。

【００２１】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θ_A を指示する信号は、例えば手動設
定された衛星高度角θ_S を指示する信号によって減ぜら
れ、更に、減衰器５６を経由して仰角制御積分器５４及
び増幅器５５に入力される。このループは、アンテナ１
４の仰角θ_A を衛星高度角θ_S 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。

【００２２】方位角制御ループはアンテナ１４の方位角
φ_A が衛星方位角φ_S に一致するように方位ジンバル４
０の方位を制御するように構成されており、速い制御ル
ープ、即ち、方位角安定化ループと遅い制御ループ、即
ち、方位角拘束ループとを含む。速い制御ループ、即
ち、方位角安定化ループにおいて、方位ジャイロ４５の
出力信号は、ｓｅｃθ演算部７６、方位角制御積分器５
８、リワインド切替器１１１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。

【００２３】遅い制御ループ、即ち、方位角拘束ループ
において、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φ_C と傾
斜補正演算部９３より供給された傾斜補正値Δφ_A とが
加算され、その和より衛星方位角φ_S が減算される。加
算器６１の出力信号は、更に、減衰器６０を経由して方
位角制御積分器５８に入力される。アンテナの回転角φ
と船首方位角φ _C と傾斜補正値Δφ_A との和が衛星方位
角φ_S に等しくなるとき、アンテナ１４の方位は静止す
る。

【００２４】斯かる傾斜補正演算部９３は仰角発信器３
４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ｓｉｎｘ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θ_P の
正弦値ｓｉｎθ_P を指示する信号とを入力して、傾斜補
正値Δφ_A を演算する。

【００２５】斯かる傾斜補正値Δφ_A は次の数２の式に
よって求められる。

【００２６】

【数２】 ｔａｎΔφ_A ＝ｓｉｎθ・ｓｉｎｘ／ｓｉｎθ_P

【００２７】尚、斯かる傾斜補正演算部９３の構成と動
作の詳細については、本願出願人と同一の出願人によっ
て出願された特願平５─２５８１号を参照されたい。

【００２８】この方位角制御ループは、アンテナ１４の
方位角φ_A を衛星方位角φ_S 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。

【００２９】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。

【００３０】アンテナ指向装置にはケーブルが接続され
ており、斯かるケーブルはアンテナ１４に接続された同
軸ケーブル７０と他の機器に接続された導線とを含む。
同軸ケーブル７０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
ーブルはアンテナ１４より取り付け金具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】斯かるケーブル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周りに大きな角度
にて回転すると、ケーブル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】リワインド制御には２πリワインド法とπ
リワインド法とがある。２πリワインド法は、例えば、
アンテナ１４の方位が所定の基準方位より±２７０°以
上偏倚したとき、アンテナ１４（方位ジンバル４０）を
方位軸線Ｚ−Ｚ周りに反対方向に巻き戻し角度３６０°
にて回転させるように構成されている。πリワインド法
はアンテナ１４（方位ジンバル４０）を方位軸線Ｚ−Ｚ
周りに反対方向に巻き戻し角度１８０°にて回転させる
ように構成されている。

【００３４】２πリワインド法の場合には、巻き戻し後
にアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは再び衛星方向を指向
するが、πリワインド法の場合には、巻き戻しによって
アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向より偏倚する
こととなるから、アンテナ１４は更に、仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りに所定の巻き戻し回転角度にて回転される。

【００３５】例えば、アンテナ１４の仰角θ（アンテナ
１４の中心軸線Ｘ−Ｘが船体面となす角）が７０°のと
きに、巻き戻し回転角１８０°にてアンテナ１４（方位
ジンバル４０）を方位軸線Ｚ−Ｚ周りに巻き戻した場
合、アンテナ１４の仰角θは１１０°となる。従って、
アンテナ１４の仰角θが７０°となるように、アンテナ
１４は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに巻き戻し回転角４０°（＝
１１０°−７０°）にて巻き戻される。

【００３６】図７に示すように、リワインド機構は方位
角安定化ループの第１のリワインド切替器１１１、増幅
器５９及び方位サーボモータ２３と仰角安定化ループの
第２のリワインド切替器１１２、増幅器５５及び仰角サ
ーボモータ３３とによって構成されており、オープンル
ープによってなされる。

【００３７】方位角安定化ループにおいて、リワインド
信号ω（φ）が第１のリワインド切替器１１１に供給さ
れると、リワインド切替器１１１からは方位角制御積分
器５８の出力信号の代わりにリワインド信号ω（φ）が
増幅器５９に供給され、更に方位サーボモータ２３供給
される。

【００３８】同様に、仰角安定化ループにおいて、リワ
インド信号ω（θ）が第２のリワインド切替器１１２に
供給されると、リワインド切替器１１２からは仰角制御
積分器５４の出力信号の代わりにリワインド信号ω
（θ）が増幅器５５に供給され、更に仰角サーボモータ
３３に供給される。

【００３９】アンテナ１４は方位サーボモータ２３によ
って方位軸線Ｚ−Ｚ周りに所定の巻き戻し角度にて回転
され、仰角サーボモータ３３によって仰角軸線Ｙ−Ｙ周
りに所定の巻き戻し角度にて回転される。斯かる巻き戻
しは所定の巻き戻し速度によってなされる。

【００４０】こうして、リワインド機構によってアンテ
ナ１４は強制的に巻き戻し回転され、ケーブルの捩じれ
又は巻き付きが回避される。

【００４１】

【発明が解決しようとする課題】従来のアンテナ指向装
置において、船体が静止している時にリワインド動作を
行うと、リワインド動作の後にアンテナ１４の中心軸線
Ｘ−Ｘは正しく衛星方向を指向しているから、直ちに、
アンテナによる通信作業を開始することができる。しか
しながら、船体が動揺している時にリワインド動作を行
うと、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは衛星方向より偏
倚する欠点があった。

【００４２】更に、従来のアンテナ指向装置において、
一般に、リワインド動作中にも指向誤差が生ずる。斯か
るリワインド動作中の指向誤差はアンテナ１４の中心軸
線Ｘ−Ｘが天頂方向を向いている場合以外は、必ず生ず
る。リワインド動作中にアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
は円錐を描く。斯かる円錐はリワインド動作中の指向誤
差（アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向より偏倚
した角）を表している。斯かる指向誤差は、アンテナ１
４の仰角θが小さい程大きい。

【００４３】従来のリワインド制御は、アンテナ１４の
方位が所定の設定角即ちリワインド端に達したときに、
リワインド動作を開始するように構成されていた。従っ
て、アンテナ１４の方位がリワインド端に達したときに
アンテナ１４の仰角θが小さいとリワインド動作中の指
向誤差が大きくなる欠点があった。

【００４４】本発明は、斯かる点に鑑み、船体が航行中
に動揺し又は旋回したときに、リワインド動作をした場
合に、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。

【００４５】本発明は、更に、リワインド動作中の指向
誤差を最小化することができるリワインド装置を有する
アンテナ指向装置を提供することを目的とする。

【００４６】

【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、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
信号とを入力して傾斜補正値Δφ_A を演算する傾斜補正
演算部９３と、を有し、加速度計４６、４７、４８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
に対応した信号と傾斜補正演算部９３より出力された傾
斜補正値Δφ_A を指示する信号とを加算器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、アンテナ１４の方位が所定位置になったとき上記ア
ンテナ１４を上記方位軸線周りに巻き戻し回転させるた
めの方位系制御ループと上記アンテナ１４を上記仰角軸
線周りに巻き戻し回転させるための仰角制御系ループと
を有し上記アンテナ１４のケーブルの巻き付きを防止す
るためのリワインド装置と、傾斜補正演算部９３より供
給された傾斜補正値Δφ_A と衛星高度角θ_S と仰角発信
器３４より供給された仰角軸線Ｙ−Ｙ周りのアンテナ１
４の回転角θとよりアンテナ指向装置の取り付け面の動
揺角η、ξを演算する動揺角演算部９４と、動揺角演算
部９４より供給された動揺角η、ξと第１のジャイロ及
び第２のジャイロ４４、４５の出力信号とを入力してリ
ワインド動作中の動揺角η_R 、ξ_Rを推定する動揺角推
定部１１８と、を具え、リワインド装置の方位系制御ル
ープは、動揺角推定部１１８より供給された推定動揺角
信号η_R 、ξ_R を入力して方位軸線Ｚ−Ｚ周りの巻き戻
し回転角φ_R と仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの巻き戻し回転角θ
_R とを演算して出力するリワインド制御器１１７と、リ
ワインド制御器１１７より供給された方位軸線Ｚ−Ｚ周
りの巻き戻し回転角φ_R と方位発信器２４の出力信号と
を比較する第１のリワインド加算器１１５と、第１のリ
ワインド加算器１１５の出力信号を入力して制御ループ
のゲインを調節する第１のゲイン調整器１１３と、第１
のゲイン調整器１１３の出力信号と第２のジャイロ４５
の実質的なトルカの出力信号とを入力しリワインド動作
中には第１のゲイン調整器１１３の出力信号を出力しリ
ワインド動作中以外は第２のジャイロ４５の実質的なト
ルカの出力信号を出力する第１のリワインド切替器１１
１とを有し、リワインド装置の仰角系制御ループは、リ
ワインド制御器１１７より供給された仰角軸線Ｙ−Ｙ周
りの巻き戻し回転角と仰角発信器３４の出力信号とを比
較する第２のリワインド加算器１１６と、第２のリワイ
ンド加算器１１６の出力信号を入力して制御ループのゲ
インを調節する第２のゲイン調整器１１４と、第２のゲ
イン調整器１１４の出力信号と第１のジャイロ４４の実
質的なトルカの出力信号とを入力しリワインド動作中に
は第２のゲイン調整器１１４の出力信号を出力しリワイ
ンド動作中以外は第１のジャイロ４４の実質的なトルカ
の出力信号を出力する第２のリワインド切替器１１２と
を有するように構成されている。

【００４７】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、動揺角演算部９４は次式によってアンテナ指向装置
の取り付け面の動揺角η、ξを演算する。 η＝ｔａｎ^-1（ｓｉｎΔφ_A ／ｔａｎθ） θ_S −ξ＝ｔａｎ^-1（ｔａｎΔφ_A ／ｓｉｎη） 但し、η、ξ：取り付け面の動揺角 Δφ_A ：傾斜補正値 θ：仰角発信器の出力信号 θ_S ：衛星高度角

【００４８】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、リワインド制御器は方位発信器２４及び仰角発信器
３４の出力を入力し、アンテナの中心軸線Ｘ−Ｘが方位
軸線Ｙ−Ｙと略一致した時に且つアンテナの方位角φが
所定のリワインド設定角に近づいている時にリワインド
動作を開始するべく命令信号を出力するように構成され
ている。

【００４９】本発明によれば、アンテナ指向装置におい
て、動揺角推定部１１８は動揺角演算部９４より供給さ
れた動揺角η、ξと第１のジャイロ４４及び第２のジャ
イロ４５の出力信号より演算した動揺角速度とを用いて
リワインド動作中の動揺角を推定する。

【００５０】

【作用】本発明によれば、動揺角推定部１１８において
リワインド動作中の船体の動揺角が推定され、リワイン
ド制御器１１７においてリワインド動作を開始すべきか
否かが判定され、リワインド動作を開始すべきであると
判断するとリワインド制御器１１７は命令信号を生成し
てそれをリワインド切替器１１１、１１２に供給しそれ
によって制御ループはリワインドモードに切替えられ
る。

【００５１】本発明によれば、リワインド動作中のリワ
インド制御ループのゲインを調整するゲイン調整器１１
３、１１４が設けられ、それによって、アンテナ１４の
方位軸線Ｚ−Ｚ周りの回転角速度と仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
の回転角速度との間の関係を調節し、それによってリワ
インド動作中の指向誤差は最小化される。

【００５２】本発明によれば、アンテナ１４の方位角が
リワインド端に達した時ばかりでなく、アンテナ１４の
方位角がリワインド端に達していない時であっても、ア
ンテナ１４の仰角θが９０°近くでありアンテナ１４の
方位角がリワインド端に近づきつつある場合には、リワ
インド制御器１１７はリワインド動作を開始すべきであ
ると判断する。

【００５３】

【実施例】以下に図１〜図６を参照して本発明の実施例
について説明する。尚図１〜図６において図７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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】本例のアンテナ指向装置は、仰角制御ルー
プと方位角制御ループとを有し、仰角制御ループはアン
テナの仰角θ_A が衛星高度角θ_S 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、方位角制御ループはアンテナの方位角φ_A が
衛星の方位角φ_S 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いる。尚、
図７の従来例と同様な部分についてはその詳細な説明を
省略する。

【００６１】本例によると、従来の制御ループと比較し
て、新たに動揺角演算部９４及び動揺角推定部１１８が
設けられ、更に、方位角制御系のリワインド制御ループ
と仰角制御系のリワインド制御ループとが設けられてい
る。

【００６２】方位角系のリワインド制御ループは第１の
リワインド切替器１１１に供給するリワインド命令信号
を生成するためのループであり、リワインド動作を開始
するべきか否かを判定しリワインド制御角φ_R 、θ_R を
演算するリワインド制御器１１７とリワインド制御器１
１７の方位角出力φ_R と方位発信器２４の出力φとの偏
差を演算する加算器１１５とリワインド動作中のサーボ
特性を調節するゲイン調整器１１３とを有する。リワイ
ンド制御器１１７よりリワインド命令信号が供給される
と、リワインド切替器１１１は方位角制御積分器５８の
出力信号の代わりに斯かるリワインド命令信号を増幅器
５９に供給する。

【００６３】仰角系のリワインド制御ループは第２のリ
ワインド切替器１１２に供給するリワインド命令信号を
生成するためのループであり、リワインド制御器１１７
とリワインド制御器１１７の仰角出力θ_R と仰角発信器
３４の出力θとの偏差を演算する加算器１１６とリワイ
ンド動作中のサーボ特性を調節するゲイン調整器１１２
とを有する。リワインド制御器１１７によって仰角軸線
Ｙ−Ｙ周りの巻き戻しの必要性が判定されると、仰角軸
線Ｙ−Ｙ周りのリワインド命令信号が生成され、リワイ
ンド切替器１１２は仰角制御積分器５４の出力信号の代
わりに斯かるリワインド命令信号を増幅器５５に供給す
る。

【００６４】動揺角演算部９４は傾斜補正演算部９３よ
り出力された傾斜補正値Δφ_A を指示する信号と仰角発
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を指示する信号と衛星高度角θ_S を指
示する信号とを入力し、船体面の動揺角η、ξ即ちアン
テナ指向装置が取り付けられた船体の取り付け面の動揺
角η、ξを演算する。

【００６５】動揺角推定部１１８は、動揺角演算部９４
によって演算された動揺角η、ξを初期値としてリワイ
ンド動作中の推定動揺角η_R 、ξ_R を演算する。

【００６６】図２を参照して本例の動揺角演算部９４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（アンテナ指向装置の取り付け面に平行な面）に常に
垂直であり、仰角軸線Ｙ−Ｙは船体面に常に平行であ
る。

【００６７】船体が第１の回転軸線周りに回転角度（動
揺角）ξだけ回転し、更に第２の回転軸線周りに回転角
度（動揺角）ηだけ回転した場合を考える。斯かる船体
の回転運動によって、例えば図示のように、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
け回転した仮定する。このとき、仰角軸線Ｙ−Ｙは第１
の回転軸線に平行であり、船体の首尾線ＯＥは第２の回
転軸線に平行である。

【００６８】斯かる船体面の運動によって、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。アンテナ１４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。

【００６９】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Δφ_A だけ回転し線ＯＤから
線ＯＹ’に移動する。尚、∠ＸＯＹ＝∠ＸＯＹ’＝９０
°である。結局、仰角軸線Ｙ−Ｙは線ＯＹから線ＯＤを
経由して線ＯＹ’に移動したことになり、同時に、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。∠ＰＯＰ’＝∠
Ｙ’ＯＹ及び弧ＰＰ’＝弧Ｙ’Ｙである。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】ここで、∠ＸＯＡ＝θ₀ ＝弧ＸＡ、∠ＰＯ
Ａ＝θ_P0＝弧ＰＡ、∠ＢＯＤ＝η＝弧ＢＤ、∠ＸＯＣ＝
θ＝弧ＸＣ、∠Ｐ’ＯＡ’＝θ_P ＝弧Ｐ’Ａ’、∠Ｙ’
ＯＢ’＝ｘ＝弧Ｙ’Ｂ’である。

【００７３】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１の加速度計４６に
よってｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ₀ が検出され、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
＝ｓｉｎθ_P0が検出される。

【００７４】上述のように、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∠ＸＯＣ＝θが出力され、第１
の加速度計４６によってｓｉｎ∠ＸＯＡ＝ｓｉｎθ₀が
検出され、第２の加速度計４７によってｓｉｎ∠Ｙ’Ｏ
Ｂ’＝ｓｉｎｘが検出され、第３の加速度計４８によっ
てｓｉｎ∠Ｐ’ＯＡ’＝ｓｉｎθ_P が検出される。第１
の加速度計４６によって検出される値ｓｉｎ∠ＸＯＡ＝
ｓｉｎθ₀ が変化しないのは、衛星の高度角θ_S （＝θ
_A とする。）は船体面の運動に無関係だからである。

【００７５】次に、傾斜補正値Δφ_A と動揺角η、ξと
の間の関係を求める。傾斜補正値Δφ_A ＝弧ＥＣ＝弧Ｄ
Ｙ’である。尚、傾斜補正値Δφ_A は、上述のように、
数２の式によって求められる。球面三角法の定理を適用
すれば、次の数３の式が求められる。

【００７６】

【数３】ｓｉｎΔφ_A ＝ｔａｎη・ｔａｎθ ｃｏｓη＝ｓｉｎθ／ｓｉｎ（θ_S −ξ） ｃｏｓΔφ_A ・ｃｏｓθ＝ｃｏｓ（θ_S −ξ）

【００７７】ここでη、ξは動揺角、Δφ_A は傾斜補正
値、θは方位ジンバル４０に対する仰角軸線Ｙ−Ｙ周り
のアンテナの回転角である。この数３の式より動揺角
η、ξを求めると、次の数４の式が得られる。

【００７８】

【数４】η＝ｔａｎ^-1（ｓｉｎΔφ_A ／ｔａｎθ） θ_S −ξ＝ｔａｎ^-1（ｔａｎΔφ_A ／ｓｉｎη）

【００７９】本例によれば動揺角演算部９４において数
４の式の演算が実行され、それによって動揺角η、ξが
求められる。斯かる動揺角η、ξを指示する信号は動揺
角演算部９４より動揺角推定部１１８に供給される。

【００８０】傾斜補正値Δφ_A は傾斜補正演算部９３の
出力値として得られることができるが、好ましくは次の
ようにして求められる。方位角拘束ループは加算器６１
の出力がゼロとな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おり、従って、加算器６１の出
力がゼロであるときは次の数５の式が成立する。

【００８１】

【数５】Δφ_A ＝φ_S −φ_C −φ

【００８２】ここに、φ_S は衛星方位角、φ_C は船首方
位角、φは方位発信器２４によって出力される方位ジン
バル４０の回転角である。数５の式の右辺の各項は、動
揺加速度の影響を直接受けない値として、又は、動揺加
速度の影響が少ない値として求められることができる。
従って、傾斜補正値Δφ_A は、傾斜補正演算部９３の出
力値を使用する代わりに、数５の式を使用して求めても
よい。

【００８３】次に図３を参照して本例の動揺角推定部１
１８の構成と機能を説明する。動揺角推定部１１８はリ
ワインド動作中の動揺角ξ_R 、η_R を推定して演算す
る。

【００８４】斯かる推定動揺角ξ_R 、η_R は、例えば、
周期Δｔ毎に演算されるものとする。この場合、推定動
揺角ξ_R 、η_R は斯かる周期Δｔのパルスの計数値Ｎ
（Ｎ≧０）を変数とする関数と考えることができる。従
って、これは、例えば、時間Δｔの関数として１次近似
して次のように表される。

【００８５】

【数６】 ξ_R （Ｎ＋１）＝ξ_R （Ｎ）＋ξ_R ’（Ｎ）・Δｔ η_R （Ｎ＋１）＝η_R （Ｎ）＋η_R ’（Ｎ）・Δｔ

【００８６】Ｎ：周期Δｔのパルスの計数値（Ｎ≧０） ξ_R （Ｎ）、η_R （Ｎ）：計数値がＮの時に演算された
動揺角 ξ_R （Ｎ＋１）、η_R （Ｎ＋１）：計数値がＮ＋１の時
に演算された動揺角 ξ_R ’（Ｎ）、η_R ’（Ｎ）：計数値がＮの時に演算さ
れた動揺角速度

【００８７】実際のリワインド動作に要する時間は１秒
程度であるが、その間に船体の動揺角は変化するから、
動揺角速度ξ_R ’（Ｎ）、η_R ’（Ｎ）がゼロとなるこ
とは稀である。動揺角速度ξ_R ’（Ｎ）、η_R ’（Ｎ）
（但し、Ｎ≧１）は次の式によって求められる。

【００８８】

【数７】ξ_R ’（Ｎ）＝（ω_Y −θ₁ ）ｃｏｓΔφ_A −
（ω_Z −φ₁ ｃｏｓθ）ｓｉｎΔφ_A η_R ’（Ｎ）＝（ω_Y −θ₁ ）ｓｉｎΔφ_A ＋（ω_Z −
φ₁ ｃｏｓθ）ｃｏｓΔφ_A

【００８９】ここに、ω_Y 、ω_Z はそれぞれ仰角ジャイ
ロ４４より出力されるアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周
りの角速度及び方位ジャイロ４５より出力される方位軸
線Ｚ−Ｚ周りの角速度である。Δφ_A は傾斜補正値であ
り数５の式によって求められる。φ₁ 、θ₁ はそれぞれ
方位発信器２４より出力されたアンテナ１４の方位軸線
Ｚ−Ｚ周りの回転角φの時間についての１次微分及び仰
角発信器３４より出力されたアンテナ１４の仰角軸線Ｙ
−Ｙ周りの回転角θの時間についての１次微分である。
即ち、φ₁ ＝（ｄφ／ｄｔ）、θ₁ ＝（ｄθ／ｄｔ）で
ある。

【００９０】リワインド動作によって仰角サーボモータ
３３が作動されると仰角ジャイロ４４は斯かるリワイン
ド動作によるアンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの回転
角速度を検出する。従って、仰角ジャイロ４４の出力ω
_Y は船体の動揺による角速度とリワインド動作による角
速度の両者を含む。数７の式の右辺の第１項の係数（ω
_Y −θ₁ ）は仰角ジャイロ４４より出力された角速度ω
_Y よりリワインド動作に起因する角速度を除去したこと
を表している。

【００９１】同様に、リワインド動作によって方位角サ
ーボモータ２３が作動されると方位ジャイロ４５は斯か
るリワインド動作によるアンテナ１４の方位軸線Ｚ−Ｚ
周りの回転角速度を検出する。従って、方位ジャイロ４
５の出力ω_Z は船体の動揺による角速度とリワインド動
作による角速度の両者を含む。数７の式の右辺の第２項
の係数（ω_Z −φ₁ ｃｏｓθ）は方位ジャイロ４５より
出力された角速度ω_Zよりリワインド動作に起因する角
速度を除去したことを表している。

【００９２】Ｎ＝０はリワインド動作の開始時を表す。
動揺角の初期値ξ_R （０）、η_R （０）及び動揺角速度
の初期値ξ_R ’（０）、η_R ’（０）は、初期条件によ
って求められる。斯かる初期値は動揺角演算部９４より
供給される値を用いる。

【００９３】こうして本例によれば、仰角ジャイロ４４
及び方位ジャイロ４５の出力ω_Y 、ω_Z と仰角発信器３
４及び方位発信器２４の出力φ、θより数７の式によっ
て動揺角速度ξ_R ’（Ｎ）、η_R ’（Ｎ）（但し、Ｎ≧
１）を演算し、数６の式によって動揺角ξ_R 、η_R を演
算する。斯かる動揺角ξ_R 、η_R は周期Δｔ毎に演算さ
れる。

【００９４】本例の動揺角推定部１１８は図３に示すよ
うに、動揺角速度ξ_R ’（Ｎ）、η _R ’（Ｎ）（但し、
Ｎ≧１）を演算するための加算器１１８−１、１１８−
２、１１８−４、１１８−５と係数器１１８−３とを有
する。仰角ジャイロ４４及び方位ジャイロ４５の出力ω
_Y 、ω_Z は入力端子１１８ａ、１１８ｂを経由してそれ
ぞれ加算器１１８−１、１１８−２に供給され、そこで
数７の式の右辺の第１項の係数（ω_Y −θ₁ ）及び第２
項の係数（ω_Z −φ₁ ｃｏｓθ）がぞれぞれ演算され
る。

【００９５】次に係数器１１８−３では数７の式の右辺
の第１項及び第２項がそれぞれ演算される。次に加算器
１１８−４、１１８−５では数７の式の右辺がそれぞれ
演算される。こうして、加算器１１８−４、１１８−５
からは、動揺角速度ξ_R ’（Ｎ）、η_R ’（Ｎ）（但
し、Ｎ≧１）が出力される。

【００９６】動揺角推定部１１８は更に切替器１１８−
６、１１８−７と積分器１１８−８、１１８−９とを有
する。加算器１１８−４、１１８−５の出力はそれぞれ
切替器１１８−６、１１８−７を経由して積分器１１８
−８、１１８−９に供給される。斯かる積分器１１８−
８、１１８−９にて数６の式が演算されて推定動揺角ξ
_R 、η_R が求められる。斯かる推定動揺角ξ_R 、η_R は
出力端子１１８Ａ、１１８Ｂを経由してリワインド制御
器１１７に供給される。

【００９７】次に切替器１１８−６、１１８−７の機能
を説明する。上述の演算過程はアンテナ１４の仰角θが
９０°（アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが船体面に対し
て垂直）付近の場合になされる。アンテナ１４の仰角θ
が９０°付近の場合には、仰角ジャイロ４４及び方位ジ
ャイロ４５の入力軸線は船体面に略平行となり、仰角ジ
ャイロ４４及び方位ジャイロ４５によって船体の動揺角
速度の正確な値が検出され、数７の式によって正確な動
揺角速度ξ_R ’（Ｎ）、η_R ’（Ｎ）が求められる。

【００９８】しかしながら、アンテナ１４の仰角θが９
０°より離れている場合には、数７の式によって求めた
動揺角速度ξ_R ’（Ｎ）、η_R ’（Ｎ）の代わりに初期
値ξ _R ’（０）、η_R ’（０）が使用される。斯かる場
合、この初期値ξ_R ’（０）、η_R ’（０）が積分器１
１８−８、１１８−９に供給される。積分器１１８−
８、１１８−９はこの初期値ξ_R ’（０）、η_R ’
（０）を使用して数６の式を演算する。

【００９９】次に図４を参照して、リワインド制御器１
１７の機能を説明する。図４はリワインド制御器１１７
の動作の流れを示す流れ図である。本例のリワインド制
御器１１７はリワインド動作をすべきか否かを判定しリ
ワインド角を演算しリワインド命令信号を生成する。

【０１００】本例によるとリワインド動作をすべきであ
る判定するのは次の場合である。 （１）アンテナ１４の方位角が所定の方位（リワインド
端）に達したとき。 （２）アンテナ１４の方位角がリワインド端に達してい
ないが、アンテナ１４はリワインド端に近づく方向に回
転しており、方位発信器２４の出力角φが所定の値以上
であり、しかも仰角発信器３４の出力角θが９０°付近
のとき。

【０１０１】従来のリワインド制御では、（１）の場合
にのみリワインド動作をおこなっていたが、本例では
（１）の場合以外に（２）の場合にもリワインド動作を
おこなう。

【０１０２】ステップ１１７−１〜１１７−９（ステッ
プ１１７−６以外）は従来のリワインド制御に使用され
るループであり、（１）の場合に相当するステップであ
る。ステップ１１７−１０〜１１７−１１及びステップ
１１７−６は本例のリワインド制御に付加されたループ
であり、（２）の場合に相当するステップである。

【０１０３】先ず（１）の場合に相当するステップにつ
いて説明する。ステップ１１７−１にてアンテナ１４の
方位角がリワインド端に達したと判定されると、ステッ
プ１１７−２にてリワインド角φ_R 、θ_R を演算する。
斯かるリワインド角φ_R 、θ _R の演算は、入力端子１１
７ａ、１１７ｂより入力された動揺角ξ_R 、η_R を使用
し、上述の数６の式及び数７の式によってなされる。こ
うして求められたリワインド角φ_R 、θ_R 命令信号は出
力端子１１７ｃ、１１７ｄを経由して加算器１１５、１
１６に供給される。

【０１０４】リワインド動作が開始されると、ステップ
１１７−３にてリワインド時間が計数される。ステップ
１１７−４にてリワインド時間が所定の規定時間に達し
た否かが判定される。リワインド時間が所定の規定時間
に達していないことが判定されると、ステップ１１７−
５にてリワインド切替器１１１、１１２にリワインドモ
ード信号が供給され、リワインド切替器１１１、１１２
が切り換えられる。

【０１０５】この規定時間は、リワインド角φ_R 、θ_R
と方位サーボモータ２３及び仰角サーボモータ３３によ
って得られる最大回転角速度φ_MAX ’、θ_MAX ’との比
φ_R／φ_MAX ’、θ_R ／θ_MAX ’の関数として設定され
る。この規定時間はより短いほうが好ましい。

【０１０６】リワインド時間が所定の規定時間に達して
いないことが判定されると、同時にステップ１１７−６
にてゲイン調整器１１２、１１４にゲイン調整信号が供
給される。ゲイン調整器１１２、１１４の機能について
は後に詳説する。

【０１０７】ステップ１１７−４にてリワインド時間が
規定時間に達したと判定されると、リワインド動作が終
了し、ステップ１１７−７にてリワインド時間の計数が
リセットされる。こうして、ステップ１１７−８にてリ
ワインド切替器１１１、１１２は切り換えられ、ステッ
プ１１７−９にてアンテナ指向装置は通常の制御モード
にて作動される。

【０１０８】次に（２）の場合に相当するステップにつ
いて説明する。ステップ１１７−１にてアンテナ１４の
方位角がリワインド端に達していないと判定されると、
ステップ１１７−１０にて仰角発信器３４の出力角θが
９０°付近でしかも、方位発信器２４の出力角φが所定
の値φ₀ 以上になっているか否かが判定される。この条
件は、例えば、次の数８の式によって表される。

【０１０９】

【数８】｜θ−π／２｜≦Δθ_R ｜φ｜≧φ₀

【０１１０】この２つの式を満たすときには、ステップ
１１７−１１にてアンテナ１４の方位角がリワインド端
に近づく方向に回転しているか否かが判定される。アン
テナ１４の方位角がリワインド端に近づく方向に回転し
ている場合には、ステップ１１７−２にてリワインド動
作が開始される。即ち、アンテナ１４の方位角がリワイ
ンド端に達していない場合でもリワインド動作がなされ
る。

【０１１１】ステップ１１７−１１にてアンテナ１４の
方位角がリワインド端より離れる方向に回転していると
判定された場合には、ステップ１１７−８にてリワイン
ド切替器１１１、１１２がオフに切り換えられ、ステッ
プ１１７−９にて通常の制御ループが作動される。ステ
ップ１１７−１０にて数８の式の条件が満たされていな
い場合も同様にステップ１１７−８を経由して通常の制
御ループが作動される。

【０１１２】再び図１を参照すると、リワインド制御器
１１７より出力されたリワインド角φ_R 、θ_R 信号は出
力端子１１７ｃ、１１７ｄを経由して加算器１１５、１
１６に供給される。加算器１１５では、リワインド方位
角φ_R が方位発信器２４より出力された方位角φと比較
され、その偏差はゲイン調整器１１３に供給される。加
算器１１６では、リワインド仰角θ_R が仰角発信器３４
より出力された方位角θと比較され、その偏差はゲイン
調整器１１４に供給される。

【０１１３】ゲイン調整器１１３、１１４はリワインド
制御ループの周波数特性を変化させるように構成されて
いる。後に詳細に説明するように、ゲインを適当に変化
させることによって、リワインド制御中に、アンテナ１
４の中心軸線Ｘ−Ｘの衛星方向に対する指向誤差が最小
化される。

【０１１４】リワインド制御ループのゲインは方位サー
ボモータ２３によって得られる方位ジンバル４０の回転
角速度の最大値によって決まる。従って、本例では、方
位系のゲイン調整器１１３のゲインは一定とし、仰角系
のゲイン調整器１１４のゲインを変化させるように構成
されている。

【０１１５】ゲイン調整器１１３、１１４の出力はそれ
ぞれリワインド切替器１１１、１１２に供給される。

【０１１６】次に図５を参照して本例のリワインド動作
中のアンテナ１４の実際の運動状態を説明する。図５Ａ
はリワインド動作中のアンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ
（図５Ａにて線ＯＸ）の軌跡を示し、図５Ｂはリワイン
ド動作中のアンテナ１４の方位角φ（方位発信器２４の
出力）の変化を示し、図５Ｃはリワインド動作中のアン
テナ１４の仰角θ（仰角発信器３４の出力）の変化を示
し、図５Ｄはリワインド動作中に衛星方向に対するアン
テナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘの偏倚、即ち指向誤差の変化
を示す。

【０１１７】リワインド制御には、アンテナ１４（方位
ジンバル４０）を方位軸線Ｚ−Ｚ周りに３６０°巻き戻
す２πリワインド法と１８０°巻き戻すπリワインド法
とがある。図５Ａ〜図５Ｄにおいて、実線は２πリワイ
ンド法の結果を表し、破線はπリワインド法の結果を表
す。

【０１１８】図５Ａにおいて、中心をＯとする半径１の
単位球面を考える。図示のようにアンテナ指向装置の取
り付け面に平行な面を船体面と称する。船体が動揺して
いないときには斯かる船体面は水平面となる。

【０１１９】アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ上にて単位
球面と交差する点をＹとする。アンテナ１４の仰角軸線
Ｙ−Ｙは船体面に常に平行だから線ＯＹは船体面上にあ
る。線ＯＹが赤道と交わる単位球面上の点をａとし、更
に、赤道上に沿って中心角（経度）９０°毎に順に点
ｂ、ｃ、ｄをとる。アンテナ１４の方位軸線Ｚ−Ｚは船
体面に常に垂直である。

【０１２０】線ＯＹが線Ｏｄに沿って配置されている場
合にアンテナ１４は基準方位にあり、線ＯＹが線Ｏａに
配置されている場合にアンテナ１４はリワインド端にあ
るものとする。線Ｏａは線Ｏｄに対して例えば２７０°
偏倚した位置にある。従って、図５Ａに示す状態では、
アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙはリワインド端に達し、
リワインド動作が開始される状態にある。

【０１２１】アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが単位球面
と交差する点をＸとし、その単位球面上の点をＡとす
る。アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘは仰角軸線Ｙ−Ｙに
常に垂直だから、斯かる線ＯＸは線ＯＹに垂直である。
アンテナ１４の仰角をθ_A （＝８０°）とすると、線Ｏ
Ｘは船体面に対して角度θ_A ＝８０°だけ傾斜してい
る。アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが衛星方向を指向し
ているとすれば、衛星高度角はθ_S ＝８０°ある。

【０１２２】２πリワインド法の場合、アンテナ１４は
方位軸線Ｚ−Ｚ周りに３６０°回転する。このとき、ア
ンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ上の点Ｙは赤道に沿って点
ａから点ｂ、点ｃ、点ｄを経て点ａに戻る。即ち、線Ｏ
Ｙは線Ｏａから線Ｏｂ、線Ｏｃ、線Ｏｄを経て線Ｏａに
戻る。

【０１２３】アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ上の点Ｘは
点Ａから点Ｂ、点Ｃ、点Ｄを経て点Ａに戻る、即ち、点
Ｘは単位球面上にて円を描く。線ＯＸは線ＯＡから線Ｏ
Ｂ、線ＯＣ、線ＯＤを経て線ＯＡに戻る、即ち、線ＯＸ
は円錐を描く。

【０１２４】πリワインド法の場合、アンテナ１４は方
位軸線Ｚ−Ｚ周りに１８０°回転する。それによって、
アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ上の点Ｙは赤道に沿って
点ａから点ｂを経て点ｃに移動する。即ち、線ＯＹは線
Ｏａから線Ｏｂを経て線Ｏｃに移動する。

【０１２５】このとき、アンテナ１４が仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りに回転しないなら２πリワインド法の場合と同様
に、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ上の点Ｘは点Ａから
点Ｂを経て点Ｃに移動をするが、πリワインド法では同
時にアンテナ１４は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに回転するか
ら、アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘ上の点Ｘは点Ａから
点Ｂ’を経て点Ａに戻る。即ち、点Ｘは単位球面上にて
より小さな閉曲線（例えば円、楕円）を描く。線ＯＸは
線ＯＡから線ＯＢ’を経て線ＯＡに戻る、即ち、線ＯＸ
はより小さな円錐を描く。

【０１２６】リワインド動作中のアンテナ１４の方位角
φ（アンテナ１４の方位が船体の基準方位となす角）及
び仰角θ（アンテナ１４の中心軸線Ｘ−Ｘが船体面とな
す角）は図５Ｂ及び図５Ｃに示されている。図５Ｂに示
すように、リワインド動作によってアンテナ１４の方位
角φは減少し、２πリワインドモードでは線ＯＹが線Ｏ
ｄ上に来たときに方位角φ＝０となる。πリワインドモ
ードでは線ＯＹが線Ｏｃ上に来たときに停止する。

【０１２７】図５Ｃに示すように、２πリワインドモー
ドではリワインド動作中にアンテナ１４は仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りに巻き戻しされない。リワインド動作によってア
ンテナ１４の方位は元の位置に戻るから、リワインド開
始時と終了後ではアンテナ１４の仰角θは変化しない。
したがって、仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの巻き戻しは必要な
い。

【０１２８】しかしながら、πリワインドモードではア
ンテナ１４は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに巻き戻しする必要が
ある。リワインド動作によってアンテナ１４の方位は元
の位置に戻らないから、リワインド開始時と終了後では
アンテナ１４の仰角θは変化している。例えば、リワイ
ンド開始時のアンテナ１４の仰角θ₀ ＝８０°の場合、
リワインド終了後にはアンテナ１４の仰角はθ＝１００
°となっている。従って、Δθ＝１００°−８０°＝２
０°だけ、アンテナ１４は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに巻き戻
しする必要がある。

【０１２９】図５Ｄはリワインド動作中のアンテナ１４
の中心軸線Ｘ−Ｘの衛星に対する指向誤差を示す。斯か
る指向誤差は図５Ａにて線ＯＸが線ＯＡとなす角として
求められる。従って、点Ｘの描く円又は閉曲線の半径が
小さいほうが指向誤差は小さい。２πリワインド法とπ
リワインド法の両者も、アンテナ１４の仰角θ₀ が９０
°近くになると指向誤差が小さくなることがわかる。

【０１３０】図５Ｄに示すように、２πリワインドモー
ドではリワインド動作中にアンテナ１４は仰角軸線Ｙ−
Ｙ周りに巻き戻しされないから、指向誤差は大きい。π
リワインドモードではリワインド動作中にアンテナ１４
は仰角軸線Ｙ−Ｙ周りに巻き戻しされるから、指向誤差
は小さい。

【０１３１】２πリワインド法では指向誤差が最大とな
るのは、線ＯＹが線Ｏｃの上に来た時（方位角φ＝９０
°）であり、斯かる指向誤差の最大値Ω₁ は次のように
表される。

【０１３２】

【数９】Ω₁ ＝２×（９０°−θ₀ ）

【０１３３】ここで、πリワインド法における指向誤差
の発生機構と斯かる指向誤差の最小化について考察す
る。上述のように、πリワインド法ではリワインド動作
は、アンテナ１４の方位軸線Ｚ−Ｚ周りの巻き戻し（即
ち方位シンバル４０の方位軸線Ｚ−Ｚ周りの回転）とア
ンテナの仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの巻き戻しを含む。アンテ
ナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの巻き戻しは、方位軸線Ｚ
−Ｚ周りの巻き戻しと別個になされてよいが、好ましく
は、関連してなされる。アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの巻き戻しを、方位軸線Ｙ−Ｙ周りに巻き戻しに関
連させることによって、指向誤差が最小化される。

【０１３４】指向誤差を最小化するには、図５Ａに示す
ように、アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの巻き戻し
は方位軸線Ｚ−Ｚ周りに巻き戻し中に即ちリワインド動
作中になされる。即ち、アンテナ１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ
周りの巻き戻しは、リワインド動作開始と同時に開始さ
れリワインド動作終了と同時に終了するようになされ
る。

【０１３５】図５Ａより明らかに、リワインド端でのア
ンテナ１４の仰角をθ₀ とすると、πリワインド法では
指向誤差を９０°−θ₀ より小さくすることはできな
い。即ち、指向誤差の最小値は次の式によって表され
る。

【０１３６】

【数１０】Ω₂ ＝９０°−θ₀

【０１３７】例えば、方位サーボモータ２３の最大回転
角速度を１８０°／ｓ、仰角サーボモータ３３の最大回
転角速度を１００°／ｓとし、方位角がφ＝２７０°且
つ仰角がθ＝８０°のときにπリワインド法によってリ
ワインド制御した場合を考える。

【０１３８】上述の例では、アンテナ１４は方位軸線Ｚ
─Ｚ周りに１８０°回転する間に仰角軸線Ｙ─Ｙ周りに
２０°回転するように制御される。方位サーボモータ２
３によってアンテナ１４を方位軸線Ｚ─Ｚ周りに１８０
°回転させるには１．０秒必要であるが、アンテナ１４
を仰角軸線Ｙ─Ｙ周りに２０°回転させるには０．２秒
でよい。仰角軸線Ｙ─Ｙ周りのリワインド時間は方位軸
線Ｚ─Ｚ周りのリワインド時間の１／５である。

【０１３９】従って、仰角軸線Ｙ─Ｙ周りのリワインド
動作を方位軸線Ｚ─Ｚ周りのリワインド動作に同期させ
るためには、リワインド動作中にリワインド制御ループ
のゲインを調節すればよい。

【０１４０】ゲイン調整器１１３、１１４は、πリワイ
ンド法において指向誤差が最小になるように、リワイン
ド制御ループのゲインを調節するように構成されてい
る。指向誤差を最小にするには、アンテナ１４の方位軸
線Ｚ−Ｚ周りの巻き戻し回転角速度に対して、アンテナ
１４の仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの巻き戻し回転角速度を調節
することによって達成される。

【０１４１】次に２πリワインド法及びπリワインド法
のリワインド制御において、指向誤差を最小化する方法
について説明する。数９の式及び数１０の式より明らか
なように、指向誤差を最小化するためには、リワインド
動作を開始する時の仰角の値が９０°に近いほどよい。

【０１４２】従来のリワインド制御ではアンテナ１４の
方位がリワインド端に達したときにリワインド動作を開
始していたから、リワインド端におけるアンテナ１４の
仰角θ₀ が９０°に近いほど指向誤差は小さくなる。し
かしながら、リワインド端におけるアンテナ１４の仰角
θ₀ が９０°より離れると数９の式及び数１０の式によ
って表される指向誤差が生ずる。

【０１４３】従って、指向誤差を最小化するためには、
アンテナ１４の方位がリワインド端に達していない場合
でも、アンテナ１４の仰角θが９０°近くなったときに
積極的にリワインド動作をすればよい。

【０１４４】本例によると、図４のステップ１１７−１
０に示すように、アンテナ１４の仰角θが９０°近くの
場合であって且つアンテナ１４の方位角θがリワインド
端に近づいている場合には、リワインド端に達する前に
リワインド動作がなされる。しかしながら、アンテナ１
４の仰角θが小さいときは、数９及び数１０の式に示す
ように、リワインド動作によって指向誤差が大きくなる
から、斯かるリワインド動作は実行されない。

【０１４５】図６は本発明によるπリワインド法による
指向誤差の結果を示す。この例では、衛星方位がφ_S ＝
０°、衛星高度角がθ_S ＝８０°のとき、船体が正弦波
のピッチ及びロール運動をしている場合を想定してい
る。図６Ａは船体の動揺角の変化を示し、図６Ｂは方位
角φ及び仰角θの変化を示し、図６Ｃは指向誤差Ωの値
の変化を示す。これらの図にて、従来の例の結果は実線
（Ｉ）で示し本例の結果は破線（ＩＩ）で示し、重複す
る部分は実線（Ｉ）のみで示した。

【０１４６】図６Ａに示すように、ロールの振幅を±３
０°、周期を８秒とし、ピッチの振幅を±１５°、周期
を６秒とする。図６Ｂの下側のグラフに示すように、従
来例ではリワインド端φ＝φ₃ にてリワインド動作が開
始し方位角φ＝φ₄ にて終了する。一方、本例ではリワ
インド端に達する前の方位角φ＝φ₁ にてリワインド動
作が開始し、方位角φ＝φ₅ にて終了する。

【０１４７】図６Ｂの上側のグラフにて示すように、本
例にてリワインド動作が開始する時のアンテナ１４の仰
角θ＝θ₁ は９０°に近い。従って、図６Ｃに示すよう
に、指向誤差Ωは小さい。しかしながら、従来例ではア
ンテナ１４の仰角θ＝θ₃ が９０°より離れた時にリワ
インド動作が開始するから、指向誤差は大きい。

【０１４８】この例に示すように、本例のπリワインド
法によるとアンテナ１４の方位がリワインド端に達する
前にリワインド動作が開始するから、指向誤差を最小化
することができる。

【０１４９】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。

【０１５０】

【発明の効果】本発明によれば、リワインド動作中は動
揺角推定部１１８にて船体の推定動揺角ξ_R 、η_R が演
算され、斯かる推定動揺角ξ_R 、η_R はリワインド制御
器１１７に供給され、リワインド制御器１１７によって
リワインド動作中の設定方位角φ_R 及び設定仰角θ_R が
演算されるように構成されており、リワインド動作中に
船体が動揺してもリワインド終了時に迅速にアンテナ１
４を衛星方向に指向させることができる利点がある。

【０１５１】本発明によれば、アンテナ１４の仰角θが
９０°近くの場合には、アンテナ１４の方位角φがリワ
インド端に達していない場合でも、リワインド動作を実
施するから、リワインド動作に起因する指向誤差を最小
化することができる利点がある。

【０１５２】本発明によれば、方位サーボモータ２３及
び仰角サーボモータ３３の回転角速度を調節するための
ゲイン調整器１１３、１１４が設けられており、それに
よってπリワインド法において方位軸線Ｚ−Ｚ周りの巻
き戻しと仰角軸線Ｙ−Ｙ周りの巻き戻しが同期されるか
ら、リワインド動作中の指向誤差を最小化することがで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナ指向装置の例を示す図であ
る。

【図２】単位球面上におけるアンテナ指向装置の動作を
説明する説明図である。

【図３】動揺角推定部の構成を示す図である。

【図４】リワインド制御器の機能を説明する説明図であ
る。

【図５】本発明のアンテナ指向装置のリワインド機構の
動作を説明する図である。

【図６】本発明のアンテナ指向装置のリワインド機構の
性能を示す図である。

【図７】従来のアンテナ指向装置の例を示す図である。

【符号の説明】

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 （仰角制御）積分器 ５５ 増幅器 ５６ 減衰器 ５８ （方位角制御）積分器 ５９ 増幅器 ６０ 減衰器 ６１ 加算器 ７０ ケーブル ７６ ｓｅｃθ演算部 ８１ アンテナ仰角演算部 ９３ 傾斜補正演算部 ９４ 動揺角演算部 １１１、１１２ リワインド切替器 １１３、１１４ ゲイン調整器 １１５、１１６ 加算器 １１７ リワインド制御器 １１８ 動揺角推定部 Ｘ−Ｘ アンテナ中心軸線 Ｙ−Ｙ 仰角軸線 Ｚ−Ｚ 方位軸線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
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を指示する信号を出
   力する仰角発信器と、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
   信号とを入力して傾斜補正値を演算する傾斜補正演算部
   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上記傾斜
   補正演算部より出力された傾斜補正値Δφ_A を指示する
   信号とを加算器にて演算しその出力信号を第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、 上記アンテナの方位が所定位置になったとき上記アンテ
   ナを上記方位軸線周りに巻き戻し回転させるための方位
   系制御ループと上記アンテナを上記仰角軸線周りに巻き
   戻し回転させるための仰角制御系ループとを有し上記ア
   ンテナのケーブルの巻き付きを防止するためのリワイン
   ド装置と、 上記傾斜補正演算部より供給された傾斜補正値と衛星高
   度角と上記仰角発信器より供給された上記仰角軸線周り
   の上記アンテナの回転角とよりアンテナ指向装置の取り
   付け面の動揺角を演算する動揺角演算部と、 該動揺角演算部より供給された動揺角と上記第１のジャ
   イロ及び第２のジャイロの出力信号とを入力してリワイ
   ンド動作中の動揺角を推定する動揺角推定部と、を具
   え、 上記リワインド装置の方位系制御ループは、上記動揺角
   推定部より供給された推定動揺角信号を入力して上記方
   位軸線周りの巻き戻し回転角と上記仰角軸線周りの巻き
   戻し回転角とを演算して出力するリワインド制御器と、
   該リワインド制御器より供給された上記方位軸線周りの
   巻き戻し回転角と上記方位発信器の出力信号とを比較す
   る第１のリワインド加算器と、該第１のリワインド加算
   器の出力信号を入力して制御ループのゲインを調節する
   第１のゲイン調整器と、該第１のゲイン調整器の出力信
   号と上記第２のジャイロの実質的なトルカの出力信号と
   を入力しリワインド動作中には上記第１のゲイン調整器
   の出力信号を出力しリワインド動作中以外は上記第２の
   ジャイロの実質的なトルカの出力信号を出力する第１の
   リワインド切替器とを有し、 上記リワインド装置の仰角系制御ループは、上記リワイ
   ンド制御器より供給された上記仰角軸線周りの巻き戻し
   回転角と上記仰角発信器の出力信号とを比較する第２の
   リワインド加算器と、該第２のリワインド加算器の出力
   信号を入力して制御ループのゲインを調節する第２のゲ
   イン調整器と、該第２のゲイン調整器の出力信号と上記
   第１のジャイロの実質的なトルカの出力信号とを入力し
   リワインド動作中には上記第２のゲイン調整器の出力信
   号を出力しリワインド動作中以外は上記第１のジャイロ
   の実質的なトルカの出力信号を出力する第２のリワイン
   ド切替器とを有するように構成したことを特徴とするア
   ンテナ指向装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアンテナ指向装置におい
   て、上記動揺角演算部は次式によってアンテナ指向装置
   の取り付け面の動揺角を演算することを特徴とするアン
   テナ指向装置。 η＝ｔａｎ^-1（ｓｉｎΔφ_A ／ｔａｎθ） θ_S −ξ＝ｔａｎ^-1（ｔａｎΔφ_A ／ｓｉｎη） 但し、η、ξ：取り付け面の動揺角 Δφ_A ：傾斜補正値 θ：仰角発信器の出力信号 θ_S ：衛星高度角
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のアンテナ指向装置
   において、上記リワインド制御器は上記方位発信器及び
   上記仰角発信器の出力を入力し、上記アンテナの中心軸
   線が上記方位軸線と略一致した時に且つ上記アンテナの
   方位角が所定のリワインド設定角に近づいている時にリ
   ワインド動作を開始するべく命令信号を出力するように
   構成されていることを特徴とするアンテナ指向装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載のアンテナ指向
   装置において、 上記動揺角推定部は動揺角演算部より供給された動揺角
   と上記第１のジャイロ及び第２のジャイロの出力信号よ
   り演算した動揺角速度とを用いてリワインド動作中の動
   揺角を推定することを特徴とするアンテナ指向装置。