JPH0834373B2

JPH0834373B2 - アンテナマウント装置

Info

Publication number: JPH0834373B2
Application number: JP63244557A
Authority: JP
Inventors: 光政北山
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1988-09-30
Filing date: 1988-09-30
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0294801A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、アンテナを船舶等の移動体に搭載し同一
方向に常時指向させるアンテナマウント装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、例えば船舶用衛星通信アンテナは船舶のローリ
ング，ピッチング等にもかかわらず、常時アンテナを衛
星の方向に向けるためにアンテナマウントによってアン
テナの姿勢制御を行っている。その一例を第６図により
説明する。

第６図の従来例はAz−Ｘ−Elの直交３軸方式といわれ
るものである。この図で、１は船舶の甲板などの取付面
（以下船舶と記す）、２は船舶１に垂直な架台、３は前
記架台２に回動自在に取付けられたAz軸、４はAz軸３に
直交して回動自在に取付けられたＸ軸、５はＸ軸４に直
交して回動自在に取付けられたEl軸、６はEl軸６に固定
されたアンテナである。

第６図において、Ａ方向から見た図が第７図、Ｂ方向
から見た図が第８図である。

このような３軸方式のアンテナマウントでは、Ｘ軸４
が衛星の方位に一致するようにAz軸３の回動角を制御す
る。そして第７図に点線で示すように、船舶１がEl軸５
方向に角度ｒだけ傾き、かつ第８図に点線で示すよう
に、El軸５に直交する方向に角度ｐだけ傾いた場合に
は、Az軸３に設けたEl軸５方向の傾きの動揺センサ７で
角度ｒを検出し、Ｘ軸４を角度ｒだけ回動してEl軸５を
水平に保ち、Az軸３に設けたＸ軸４方向の傾きの動揺セ
ンサ８で角度ｐを検出して、El軸５を角度ｐだけ回動し
て一定の仰角ELを保つようにしてアンテナ６を船舶１の
動揺に関わらず常に衛星に指向させている。

しかしながら、第６図のアンテナマウントではＸ軸４
の軸受部および駆動機構部をEl軸５の回転によるアンテ
ナとの干渉を避けた位置に設置する必要があるため、ア
ンテナ６の振り半径が大きくなる欠点があった。

このため、さらに小型化にするために、第９図に示す
ように、前記Az−Ｘ−ElのＸ軸４′をAz軸３の直交する
平面から角度ｋだけ傾けたアンテナマウントも用いられ
ている。

第９図において、Ａ方向から見た図が第10図、Ｂ方向
から見た図が第11図である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、Az−Ｘ−El方式のＸ軸４′を傾けると、各３
軸3,4′,5の関係が極めて複雑な座標変換を必要とする
ため、各３軸3,4′,5ごとにその回動制御が著しく複雑
となる欠点があった。すなわち、第９〜11図に示す３軸
方式のアンテナマウントでは、駆動センサをＸ軸上に取
付けＸ軸が水平となるよう３軸を制御する。しかし、こ
の方法では動揺センサをアンテナマウントに取付けるた
めアンテナマウントの設置場所の環境条件が悪く、動揺
センサの信頼性が低下する。また、動揺センサからの信
号アンテナコントロールユニット（以下ACUという）に
取り込むためのケーブル等が増加する。

この発明の目的は、Ｘ軸を傾けた構成をとりながら動
揺センサを船内に設置できるようにして信頼性を上げ、
アンテナマウント部と船内装置内のAUC間のケーブルを
なくし、かつ３軸を簡単に制御できるようにしたアンテ
ナマウントを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかるアンテナマウントは、Ｘ軸をAz軸に
直交する平面に対し、ほぼ35゜傾け、さらに３軸のうち
El軸をピッチング量P,ローリング量Ｒを用いて補正し、
他の２軸はローリング量Ｒを用いて補正するものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、Ｘ軸がほぼ35゜傾いているの
で、３軸が互いに直交しているものにくらべ小型とな
り、制御速度を低くすることができる。また、ピッチン
グやローリングが発生したとき、El軸はピッチング量Ｐ
とローリング量Ｒに基づいて補正がなされ、他の２軸は
ローリング量Ｒに基づいてのみの補正がなされるので、
制御が比較的簡単に行われる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の全体の概略構成を示す
ブロック図である。この図において、10はアンテナマウ
ントで、Az軸12,X軸14,El軸16およびEl軸16に取付けら
れたアンテナ18を有し、全体はレドーム19で覆われてい
る。20はACUで、動揺センサ30,ジャイロコンパス40なら
びにアンテナ14からの信号を入力として必要な演算を行
い、サーボアンプ21を介して必要な制御をアンテナマウ
ント10に加える。なお、ACU20,サーボアンプ21,動揺セ
ンサ30は船内に取付けられ、アンテナマウント10,ジャ
イロコンパス40は船外の甲板等に取付けられる。動揺セ
ンサ30は、具体的にはローリングセンサ31とピッチング
センサ32とからなる。

第２図，第３図にアンテナマウント10の斜視図および
正面図の詳細を示す。11はベースプレートで、これにAz
軸12を中心として回動するAzフレーム13が取付けられ、
このAZフレーム13にAz軸12と直交する水平面に対し35゜
傾いたＸ軸14が取付けられ、このＸ軸14にＸフレーム15
が取付けられ、さらにＸフレーム15にＸ軸14に対し直交
するEl軸16が取付けられ、このEl軸16にレフマウント17
が取付けられている。そして、レフマウント17にアンテ
ナ18が取付けられる。19はレドームである。なお、各軸
の駆動のためにそれぞれモータが設けられ、ベルト駆動
あるいはギャ駆動によって制御されるが、その詳細な省
略する。また、第３図にはレドーム19は省略してある。

次に各軸の制御を行うACU20による指向制御について
説明する。

ｉ）動揺のない場合第４図に示すように、船SHのアンテナ14と衛星STとを
結ぶ直線を、この直線の水平面へ投影した直線を
、船SHの中心線をとする。まず、Az軸12をベアリン
グ角（方位角）Az（直線と中心線のなす角）だけ回
転させる。また、El軸16をエレベーション角（仰角）El
（直線，のなす角）だけ回転させる。一度設定後
は、船SHの旋回に対してはジャイロコンパス40からの信
号によりAZ軸12を回転して自動追従することは従来と同
じである。

ii）動揺がある場合動揺センサ30中のローリングセンサ31,ピッチングセ
ンサ32でローリング量Ｒとピッチング量Ｐを検出し、AC
U20で下記の演算を行って、各軸の回転角を算出する。
この場合の制御方法を第５図を参照して説明する。

第５図において、アンテナ18と衛星STの２点を含む鉛
直な平面Ｔ上で、アンテナ18と衛星STとを結ぶ直線Ｋと
水平面Ｕとのなす角をＰ′とする。また、水平面Ｕと平
面Ｔとに直角な平面Ｑ上において、船SHの甲板面Ｓとの
交線Ｌと水平面Ｕとのなす角のＲ′とする。El軸16の回
転角El′,X軸14の回転角Ｘ′,Az軸12の回転角Az′は仰
角El,方位角をAzとして、 Az′＝Az＋sin^-1（tanR′・tanK）ただし、Ｐ′＝tan^-1（tanP・cosAz＋tanR・sinAz）Ｒ′＝tan^-1（tanR・cosAz＋tanP・sinAz） P:はピッチング角、R:ローリング角として求めることができる。

Ｒ′、Ｐ′は、船上に設置した動揺センサのローリン
グ出力Ｒと、ピッチング出力Ｐより、衛星方向を基準に
した、仮に衛星方位方向に船首が向いたときのローリン
グ、ピッチングに変換したものである。

通常船舶の動揺は、最大ローリング±30゜、ピッチン
グ±10゜程度である。これが同時に最大角で発生する
と、ある方向では、傾き角が最大32゜程度となる。その
範囲で、アンテナを回転し動揺補正をする必要がある。

従来はＸ軸が、Az軸に対して90゜（ベースプレートに
対して水平）に位置している。その場合、アンテナが天
頂方向を向いたときに±32゜の動揺が発生し、動揺補正
をするためE1軸に回転すると、アンテナ18がＸ軸に接触
し回転できない。

そのため、この発明では、Ｘ軸を、最大回転角度、及
びフレーム寸法を考慮してAz軸と直交する平面に対して
ほぼ35゜傾け取り付けた。

E1′、Ｘ′、Az′は、そのＸ軸の傾きを補正した値で
ある。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、Az軸,X軸,El軸の３
軸を制御するアンテナマウント装置において、Ｘ軸をあ
らかじめAz軸と直交する平面に対し、ほぼ35゜傾けて設
けたので、アンテナマウントが小型となり、かつ制御速
度を低くすることが可能なため追尾精度が向上し、ま
た、ピッチング量Ｐとローリング量Ｒの値を用いてAUC
が演算を行い、このうちEl軸にはピッチング量Ｐとロー
リング量Ｒを用い、その他のＸ軸,Az軸にはローリング
量Ｒのみで制御するので、制御が簡単になり応答速度を
速くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の全体の概略構成を示すブ
ロック図、第２図，第３図は、第１図におけるアンテナ
マウントの斜視図および正面図、第４図，第５図はこの
発明の実施例の動作を説明するための図、第６図〜第11
図は従来のアンテナマウントの動作を説明するための概
念図である。図中、10はアンテナマウント、11はベースプレート、12
はAz軸、13はAzフレーム、14はＸ軸、15はＸフレーム、
16はEl軸、17はレフマウント、18はアンテナ、19はレド
ーム、20はアンテナコントロールユニット、21はサーボ
アンプ、30は動揺センサ、31はローリングセンサ、32は
ピッチングセンサ、40はジャイロコンパスである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースプレート（11）上に垂直に設けたAz
軸（12）と、このAz軸の回りに回動可能でこのAz軸と直
交する平面に対し、ほぼ35゜傾けて設けられ自身の軸心
の回りに回動可能なＸ軸（14）と、このＸ軸に対し直交
し自身の軸心の回りに回動可能なE1軸（16）と、このE1
軸に取付けられたアンテナ（18）とを備えたアンテナマ
ウント（10）と；船体に設置され動揺に応じたローリング値Ｒおよびピッ
チング値Ｐを出力する動揺センサ（30）と；さらに動揺があった場合、前記ローリング値Ｒおよびピ
ッチング値Ｐを下式に従ってアンテナが追尾する衛星の
方位で補正したＲ′、およびＰ′を演算し、かつ、前記
E1軸、Ｘ軸、およびAz軸のそれぞれの動揺補正をする回
動角E1′、Ｘ′、Az′を、下式に従って制御するアンテ
ナコントロールユニット（20）とを有することを特徴と
するアンテナマウント装置。 Az′＝Az＋sin^-1（tanR′・tanK）ただし、Ｐ′＝tan^-1（tanP・cosAz＋tanR・sinAz）Ｒ′＝tan^-1（tanR・cosAz＋tanP・sinAz）Ｐはピッチング量、Ｒはローリング量、Ｋ＝35゜、Elは仰角、Azは方位角とする。