JPH09186644A - 指向性アンテナの向き制御方法および向き制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信側あるいは受信側のいずれか一方が移動
している場合にも、迅速に指向性アンテナの向き調整が
なし得る指向性アンテナの向き制御方法および向き制御
装置をを提供する。 【解決手段】 送信側および受信側の双方に、自局１０
（２０）の位置を検出する位置検出手段１４（２４）
と、この検出された自局１０（２０）の位置を相手局２
０（１０）に通信するための無指向性アンテナを有する
位置送信手段１５（２５）とを備えるとともに、移動局
２０にはそれに加えて自局２０の方位を検出する方位測
定手段２６および傾斜測定手段２７とを備えるものであ
る。そして、例えば固定局１０では、その位置通信手段
１５により得られた移動局２０の位置および検出された
自局１０の位置をおよびあらかじめ定められている自局
１０の方位に基づいて指向性アンテナ１１の向きを求め
てその向きにアンテナ１１をセットするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指向性アンテナを
用いた通信システムにおける指向性アンテナの向き制御
方法および向き制御装置に関する。さらに詳しくは、送
信側あるいは受信側の少なくとも一方が移動している場
合に、効率よく送信側および受信側の指向性アンテナの
向きを制御する制御方法および制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像データなどの大量の情報を無線通信
する場合には、指向性アンテナが用いられる。この指向
性アンテナは、その指向性の名が示すように指向性が強
い。そのため、指向性アンテナを用いて通信を行う場合
には、受信側の指向性アンテナを送信側の指向性アンテ
ナの方向に向ける必要がある。

【０００３】従来、この送信側および受信側の指向性ア
ンテナの向きの調整は、送信側および受信側の双方の指
向性アンテナを、想定される仰角および方位角の範囲に
走査して最も電波強度の強い仰角および方位角を探知
し、ついでその仰角および方位角の向きに指向性アンテ
ナを向けることがなされている。

【０００４】しかしながら、前記方法おいては双方の指
向性アンテナを上下および左右方向に走査する関係上、
両者が対向する確率は非常に小さい。そのため、指向性
アンテナの向き調整が煩雑であるとともに長時間を要す
るという問題がある。また、前記従来の方法は、送信側
あるいは受信側の一方が移動している場合には、事実上
適用できないという問題もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、送信側あるい
は受信側のいずれか一方が移動している場合にも、迅速
に指向性アンテナの向き調整がなし得る指向性アンテナ
の向き制御方法および向き制御装置を提供することを主
たる目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる従
来技術の問題点につき鋭意研究した結果、送信側および
受信側の双方に、自局の位置を検出する位置検出手段
と、この検出された自局の位置を相手局に通信するため
の無指向性アンテナを有する位置送信手段を備え、その
位置通信手段により検出された自局の位置を相手方に送
信すれば、受信側において迅速に送信側の指向性アンテ
ナからの電波を探知できることを見出し、本発明を完成
するに至った。

【０００７】すなわち、本発明の指向性アンテナの向き
制御方法の第１態様は、指向性アンテナを有する固定局
と、指向性アンテナを有する移動局とを有する通信シス
テムにおける前記指向性アンテナの向き制御方法であっ
て、

【０００８】前記固定局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記移動局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、制御および演算処理の
ための制御手段とを備え、

【０００９】前記移動局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記固定局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を測定する
傾斜測定手段と、制御および演算処理のための制御手段
とを備え、

【００１０】前記固定局において下記固定局側初期化手
順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 移動局に検出された自局の位置を送信するとともに、
移動局から送信されてくる移動局の位置を受信する。 検出された自局の位置および予め定められている自局
の方位ならびに受信した移動局の位置より、指向性アン
テナの向きを算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された向きに指向性
アンテナをセットする。 が実行され、

【００１１】前記移動局において下記移動局側初期化手
順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 固定局に検出された自局の位置を送信するとともに、
固定局から送信されてくる固定局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
る。 検出された自局の位置および受信した固定局の位置な
らびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、固定局
が存在する円錐面を算出する。 アンテナ駆動手段により、この算出された円錐面内に
おいて指向性アンテナを走査して固定局からの電波を探
知する。 探知された固定局からの電波強度が最大になる方向に
指向性アンテナをセットする。 が実行されることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の指向性アンテナの向き制御
方法の第２態様は、指向性アンテナを有する固定局と、
指向性アンテナを有する移動局とを有する通信システム
における前記指向性アンテナの向き制御方法であって、

【００１３】前記固定局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記移動局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、制御および演算処理の
ための制御手段とを備え、

【００１４】前記移動局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記固定局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、自局の方位を検出する
ための方位検出手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定
手段と、制御および演算処理のための制御手段とを備
え、

【００１５】前記固定局において下記固定局側初期化手
順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 移動局に検出された自局の位置を送信するとともに、
移動局から送信されてくる移動局の位置を受信する。 検出された自局の位置および予め定められている自局
の方位ならびに受信した移動局の位置より、指向性アン
テナの向きを算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された向きに指向性
アンテナをセットする。 が実行され、

【００１６】前記移動局において下記移動局側初期化手
順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 固定局に検出された自局の位置を送信するとともに、
固定局から送信されてくる固定局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
る。 方位検出手段により自局の方位を検出する。 検出された自局の位置および方位、受信した固定局の
位置ならびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、
固定局が存在する方向を算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された方向に指向性
アンテナをセットする。が実行されることを特徴とす
る。

【００１７】本発明の指向性アンテナの向き制御方法の
第１態様あるいは第２態様においては、下記固定局側追
尾手順： 移動局の指向性アンテナから送信されてくる移動局の
位置から、自局の指向性アンテナの向きの修正量を算出
する。 アンテナ駆動手段により、算出された修正量に応じて
自局の指向性アンテナの向きを調整して、該指向性アン
テナを移動局の移動に対して追尾させる。 あるいは下記移動局側追尾手順： 指向性アンテナを上下、左右に微小振動させながら、
固定局からの電波強度が最大になる方向を探知する。 探知された方向に向けて指向性アンテナをセットする
フィードバック制御を行う。 が付加されるのが好ましい。

【００１８】また、本発明の指向性アンテナの向き制御
方法の第１態様あるいは第２態様においては、下記固定
局側復帰手順： 通信が途絶する直前の指向性アンテナの向きを所定時
間維持する。 所定時間が経過しても通信が回復しない場合、前記固
定局側初期化手順を開始する。

【００１９】あるいは下記移動局側復帰手順： 通信が途絶する直前の指向性アンテナの向きを所定時
間維持する。 所定時間が経過しても通信が回復しない場合、固定局
において前記固定局側初期化手順が開始されるのを待
つ。 が付加されるのが好ましい。

【００２０】本発明の指向性アンテナの向き制御方法の
第３態様は、指向性アンテナを有する固定局と、指向性
アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用指向性
アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継をする中
継局とを有する通信システムにおける前記指向性アンテ
ナの向き制御方法であって、

【００２１】前記固定局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記中継局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、制御および演算処理の
ための制御手段とを備え、

【００２２】前記移動局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記中継局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を測定する
傾斜測定手段と、制御および演算処理のための制御手段
とを備え、

【００２３】前記中継局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記固定局および／または移動局に送信
するための無指向性アンテナを有する位置通信手段と、
自局の傾斜を測定する傾斜測定手段と、制御および演算
処理のための制御手段とを備え、

【００２４】前記固定局と中継局との間において下記固
定局側初期化手順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 中継局に検出された自局の位置を送信するとともに、
中継局から送信されてくる中継局の位置を受信する。 検出された自局の位置および予め定められている自局
の方位ならびに受信した中継局の位置より、指向性アン
テナの向きを算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された向きに指向性
アンテナをセットする。 が実行され、

【００２５】前記固定局と中継局との間において下記中
継局側初期化手順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 固定局に検出された自局の位置を送信するとともに、
固定局から送信されてくる固定局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
る。 検出された自局の位置および受信した固定局の位置な
らびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、固定局
が存在する円錐面を算出する。 アンテナ駆動手段により、この算出された円錐面内に
おいて中継用指向性アンテナを走査して固定局からの電
波を探知する。 探知された固定局からの電波強度が最大になる方向に
中継用指向性アンテナをセットする。 中継用アンテナの向き、自局および固定局の位置から
自局の方位を算出する。 が実行され、

【００２６】前記中継局と移動局との間において下記中
継局側初期化手順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 移動局に検出された自局の位置を送信するとともに、
移動局から送信されてくる移動局の位置を受信する。 検出された自局の位置および受信した移動局の位置な
らびに前記固定局と中継局間の中継局側初期化手順によ
り算出された自局の方位より、追尾用指向性アンテナの
向きを算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された向きに追尾用
指向性アンテナをセットする。 が実行され、

【００２７】前記中継局と移動局との間において下記移
動局側初期化手順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 中継局に検出された自局の位置を送信するとともに、
中継局から送信されてくる中継局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
る。 検出された自局の位置および受信した中継局の位置な
らびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、中継局
が存在する円錐面を算出する。 アンテナ駆動手段により、この算出された円錐面内に
おいて指向性アンテナを走査して中継局からの電波を探
知する。 探知された中継局からの電波強度が最大になる方向に
指向性アンテナをセットする。 が実行されることを特徴とする。

【００２８】また、本発明の指向性アンテナの向き制御
方法の第４態様は、指向性アンテナを有する固定局と、
指向性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用
指向性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継を
する中継局とを有する通信システムにおける前記指向性
アンテナの向き制御方法であって、

【００２９】前記固定局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記中継局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、制御および演算処理の
ための制御手段とを備え、

【００３０】前記移動局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記中継局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、自局の方位を検出する
ための方位検出手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定
手段と、制御および演算処理のための制御手段とを備
え、

【００３１】前記中継局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記固定局および／または移動局に送信
するための無指向性アンテナを有する位置通信手段と、
自局の傾斜を測定する傾斜測定手段と、制御および演算
処理のための制御手段とを備え、

【００３２】前記固定局と中継局との間において下記固
定局側初期化手順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 中継局に検出された自局の位置を送信するとともに、
中継局から送信されてくる中継局の位置を受信する。 検出された自局の位置および予め定められている自局
の方位ならびに受信した中継局の位置より、指向性アン
テナの向きを算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された向きに指向性
アンテナをセットする。 が実行され、

【００３３】前記固定局と中継局との間において下記中
継局側初期化手順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 固定局に検出された自局の位置を送信するとともに、
固定局から送信されてくる固定局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
る。 検出された自局の位置および受信した固定局の位置な
らびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、固定局
が存在する円錐面を算出する。 アンテナ駆動手段により、この算出された円錐面内に
おいて中継用指向性アンテナを走査して固定局からの電
波を探知する。 探知された固定局からの電波強度が最大になる方向に
中継用指向性アンテナをセットする。 中継用アンテナの向き、自局および固定局の位置から
自局の方位を算出する。 が実行され、

【００３４】前記中継局と移動局との間において下記中
継局側初期化手順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 移動局に検出された自局の位置を送信するとともに、
移動局から送信されてくる移動局の位置を受信する。 検出された自局の位置および受信した移動局の位置な
らびに前記固定局と中継局間の中継局側初期化手順によ
り算出された自局の方位より、追尾用指向性アンテナの
向きを算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された向きに追尾用
指向性アンテナをセットする。 が実行され、

【００３５】前記中継局と移動局との間において下記移
動局側初期化手順： 位置検出手段により自局の位置を検出する。 中継局に検出された自局の位置を送信するとともに、
中継局から送信されてくる中継局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
る。 方位検出手段により自局の方位を検出する。 検出された自局の位置および方位、受信した中継局の
位置ならびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、
中継局が存在する方向を算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された方向に指向性
アンテナをセットする。 が実行されることを特徴とする。

【００３６】本発明の指向性アンテナの制御方法の第３
態様あるいは第４態様においては、下記中継局側追尾手
順： 移動局の指向性アンテナから送信されてくる移動局の
位置から、自局の指向性アンテナの向きの修正量を算出
する。 アンテナ駆動手段により、算出された修正量に応じて
追尾用指向性アンテナの向きを調整して、該追尾用指向
性アンテナを移動局の移動に対して追尾させる。 が付加され、

【００３７】下記移動局側追尾手順： 指向性アンテナを上下、左右に微小振動させながら、
中継局からの電波強度が最大になる方向を探知する。 探知された方向に向けて指向性アンテナをセットする
フィードバック制御を行う。 が付加されるのが好ましい。

【００３８】また、本発明の指向性アンテナの制御方法
の第３態様あるいは第４態様においては、下記中継局側
復帰手順： 通信が途絶する直前の指向性アンテナの向きを所定時
間維持する。 所定時間が経過しても通信が回復しない場合、前記中
継局側初期化手順を開始する。 が付加され、

【００３９】下記移動局側復帰手順： 通信が途絶する直前の指向性アンテナの向きを所定時
間維持する。 所定時間が経過しても通信が回復しない場合、中継局
において前記中継局側初期化手順が開始されるのを待
つ。 が付加されるのが好ましい。

【００４０】さらに、本発明の指向性アンテナの向き制
御方法においては、下記手順： 移動局の指向性アンテナの向きの急激な変化を検知す
る。 前記検知に応答して指向性アンテナの向きの急激な変
化を抑制するフィードフォワード制御を行う。 が付加されるのが好ましい。

【００４１】ここで、前記指向性アンテナの向きの急激
な変化の検知は、例えばジャイロの角速度の変化により
なされる。

【００４２】また、前記円錐面の算出は、例えば下記手
順： １軸が垂直方向とされている直交座標軸による絶対座
標系（絶対座標系：Ｘ_AーＹ_AーＺ_A；Ｚ_A：垂直軸）を設
定する。 検出された固定される側の局および移動する側の局の
それぞれの位置の前記絶対座標系におけるそれぞれの座
標（Ｐ（Ｘ_P，Ｙ_P，Ｚ_P）），（Ｏ（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O））
を算出する。 移動する側の局の指向性アンテナの旋回中心に原点を
有し、その旋回面に２軸（Ｘ_B軸，Ｙ_B軸）が設定されて
いる直交座標軸による相対座標系（相対座標系：Ｘ_Bー
Ｙ_BーＺ_B）を設定する。 前記相対座標系における固定される側の局の相対座標
（ｐ（ｘ_P，ｙ_P，ｚ_P））を算出し、下記式により表
す。 ｘ_P=Acosθ+Bsinθ+C ｙ_P=Dsinθ+Ecosθ+F ｚ_P=Gcosθ+Hsinθ+I ここに、 θ：パラメータ（0≦θ＜2π） A=(X_P-X_O)sinα+(Y_P-Y_O)cosαcosβ B=(Y_P-Y_O)sinα-(X_P-X_O)cosαcosβ C=-(Z_P-Z_O)cosαsinβ D=-(X_P-X_O)sinβ E=(Y_P-Y_O)sinβ F=(Z_P-Z_O)cosβ G=(X_P-X_O)cosα-(Y_P-Y_O)sinαcosβ H=(X_P-X_O)sinαcosβ+(Y_P-Y_O)cosα I=(Z_P-Z_O)sinαsinβ α:Ｘ_BとＺ_Aとのなす角 β:Ｙ_BとＺ_Aとのなす角 前記相対座標系の原点（Ｏ）と固定局の相対座標
（ｐ）とを結ぶ線分を作成する。 θを0から2πの間で変化させる。 によりなされる。

【００４３】ここで、固定される側の局と移動する側の
局との組合せとしては、固定局と移動局、固定局と中継
局、中継局と移動局との組合せがある。

【００４４】なお、本発明の指向性アンテナの向き制御
方法においては、前記移動局が複数とされてもよい。

【００４５】一方、本発明の指向性アンテナの向き制御
装置の第１態様は、指向性アンテナを有する固定局と、
指向性アンテナを有する移動局とを有する通信システム
における前記指向性アンテナの向き制御装置であって、

【００４６】前記固定局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記移動局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、制御および演算処理の
ための制御手段とを備え、

【００４７】前記移動局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記固定局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を測定する
傾斜測定手段と、制御および演算処理のための制御手段
とを備えるとともに、所望により自局の方位を検出する
ための方位検出手段をも備え、

【００４８】前記アンテナ駆動手段が、アンテナを旋回
させる旋回機構と、該旋回機構を駆動するための第１ア
クチュエータと、アンテナを上下動させる上下動機構
と、該上下動機構を駆動するための第２アクチュエータ
とからなることを特徴とする。

【００４９】また、本発明の指向性アンテナの向き制御
装置の第２態様は、指向性アンテナを有する固定局と、
指向性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用
指向性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継を
する中継局とを有する通信システムにおける前記指向性
アンテナの向き制御装置であって、

【００５０】前記固定局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記中継局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、制御および演算処理の
ための制御手段とを備え、

【００５１】前記移動局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記中継局に送信するための無指向性ア
ンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を測定する
傾斜測定手段と、制御および演算処理のための制御手段
とを備えるとともに、所望により自局の方位を検出する
ための方位検出手段をも備え、

【００５２】前記中継局が、少なくとも指向性アンテナ
から送受信を行うための通信手段と、指向性アンテナを
所定方向に向けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検
出するための位置検出手段と、該位置検出手段により検
出された位置を前記固定局および／または移動局に送信
するための無指向性アンテナを有する位置通信手段と、
自局の傾斜を測定する傾斜測定手段と、制御および演算
処理のための制御手段とを備え、

【００５３】前記アンテナ駆動手段が、アンテナを旋回
させる旋回機構と、該旋回機構を駆動するための第１ア
クチュエータと、アンテナを上下動させる上下動機構
と、該上下動機構を駆動するための第２アクチュエータ
とからなることを特徴とする。

【００５４】ここで、前記無指向性アンテナを有する位
置通信手段としては、例えば携帯電話とモデムとの組合
せからなるものが用いられる。

【００５５】なお、本発明の指向性アンテナの制御装置
においては、移動局が複数とされてもよい。

【００５６】

【作用】本発明においては、指向性アンテナを有する固
定局と、指向性アンテナを有する移動局とを有する通信
システムにおける指向性アンテナの向き制御方法および
制御装置は、前記のごとく構成されているので、固定局
側および移動局側の双方で初期化手順が実行されて、双
方の指向性アンテナの向きがセットされる。ついで、移
動局の移動に対処するために、固定局側および移動局側
の双方で追尾手順が実行されて、固定局の指向性アンテ
ナの向きを移動局の移動を追尾させ、また移動局の指向
性アンテナが固定局のアンテナに向くように調整され
る。なお、固定局と移動局との間における障害物の進入
等により通信が途絶した場合には、固定局および移動局
の双方において復帰手順が実行されて通信途絶時におけ
る対処がなされる。

【００５７】あるいは本発明においては、指向性アンテ
ナを有する固定局と、指向性アンテナを有する移動局
と、中継用および追尾用指向性アンテナを有する前記固
定局と移動局間の中継をする中継局とを有する通信シス
テムにおける指向性アンテナの向き制御方法および制御
装置は、前記のごとく構成されているので、固定局側、
中継局側および移動局側で初期化手順が実行されて、各
指向性アンテナの向きがセットされる。ついで、移動局
の移動に対処するために、中継局側および移動局側の双
方で追尾手順が実行されて、中継局の追尾用指向性アン
テナの向きを移動局の移動を追尾させ、また移動局の指
向性アンテナが中継局の追尾用指向性アンテナに向くよ
うに調整される。なお、中継局と移動局との間における
障害物の進入等により通信が途絶した場合には、中継局
および移動局の双方において復帰手順が実行されて通信
途絶時おけるに対処がなされる。

【００５８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではい。

【００５９】実施の形態１ 本発明の実施の形態１の指向性アンテナの向き制御方法
に用いられる、指向性アンテナの向き制御装置が備えら
れている通信システムを図１に示す。図１に示す通信シ
ステム１は、固定局１０と移動局２０とから構成されて
いる。ここで、固定局１０は位置および方位を適宜に定
めて水平に固定されているものとし、移動局２０は無人
走行車（図示省略）に搭載されているものとする。

【００６０】この固定局１０は、指向性アンテナの一種
であるパラボラアンテナ１１と、このパラボラアンテナ
１１から送受信を行うための通信装置１２と、このパラ
ボラアンテナ１１を所定方向に向けるためのアンテナ駆
動装置１３と、自局（固定局）１０の位置を検出するた
めの位置検出装置１４と、この位置検出装置１４により
検出された位置を移動局２０に送信するための無指向性
アンテナを有する位置通信装置１５と、各装置１２，１
３，１４，１５を制御するとともに、後述する手順を実
行するための演算処理をする制御装置１６とを備えてい
る。

【００６１】ここで、アンテナ駆動装置１３としては、
例えば、アンテナ１１を水平面で旋回させる旋回機構１
３１と、上下方向に首振りさせる上下動機構１３２と、
この旋回機構を駆動するためのサーボアンプとサーボモ
ータとからなる第１アクチュエータ１３３と、上下動機
構１３２を駆動するためのサーボアンプとサーボモータ
とからなる第２アクチュエータ１３４と、旋回機構１３
１の旋回量を検出するための第１エンコーダ１３５と、
上下動機構１３２の移動量を検出するための第２エンコ
ーダ１３６とを備えてなるものが用いられる。

【００６２】また、位置検出装置１４としては、例えば
ＧＰＳが用いられ、無指向性アンテナを有する位置通信
装置１５としては、例えば携帯電話１５１とモデム１５
２との組合せからなるもが用いられ、そして制御装置１
６としては、ＣＰＵを中心として入出力インターフェー
ス、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えてなるものが用いられ
る。

【００６３】一方、移動局２０は、指向性アンテナの一
種であるコニカルアンテナ２１と、このコニカルアンテ
ナ２１から送受信を行うための通信装置２２と、このコ
ニカルアンテナ２１を所定方向に向けるためのアンテナ
駆動装置２３と、自局（移動局）２０の位置を検出する
ための位置検出装置２４と、この位置検出装置２４によ
り検出された位置を固定局１０に送信するための無指向
性アンテナを有する位置通信装置２５と、自局２０の方
位を検出するための方位検出装置２６と、自局２０の傾
斜を測定する傾斜測定装置２７と、この傾斜測定装置２
７からの測定データに基づいてこれらの各装置２２，２
３，２４，２５，２６，２７を制御するとともに、後述
する手順を実行するための演算処理をするための制御装
置２８とを備えている。

【００６４】ここで、アンテナ駆動装置２３としては、
例えば、アンテナ２１を水平面で旋回させる旋回機構２
３１と、上下方向に首振りさせる上下動機構２３２と、
この旋回機構を駆動するためのサーボアンプとサーボモ
ータとからなる第１アクチュエータ２３３と、上下動機
構２３２を駆動するためのサーボアンプとサーボモータ
とからなる第２アクチュエータ２３４と、旋回機構２３
１の旋回量を検出するための第１エンコーダ２３５と、
上下動機構２３２の移動量を検出するための第２エンコ
ーダ２３６とを備えてなるものが用いられる。

【００６５】また、位置検出装置２４としては、例えば
ＧＰＳが用いられ、無指向性アンテナを有する位置通信
装置２５としては、例えば携帯電話２５１とモデム２５
２との組合せからなるもが用いられ、方位検出装置２６
としては、例えばジャイロ２６１が用いられ、傾斜測定
装置２７としては傾斜計が用いられ、そして制御装置２
８としては、ＣＰＵを中心として入出力インターフェー
ス、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えてなるものが用いられ
る。なお、方位検出装置２６は、所望により設けられれ
ばよく、そのため必ずしも設けられる必要はない。

【００６６】次に、かかる構成とされている通信システ
ム１における固定局１０のパラボラアンテナ１１および
移動局２０のコニカルアンテナ２１の向き制御方法につ
いて説明する。

【００６７】（１）初期化操作 まず、固定局１０および移動局２０の双方において、ア
ンテナ１１，２１を相手局に向ける初期化操作がなされ
る。ここで、この初期化操作の段階においては移動局２
０は静止している。

【００６８】ａ）固定局１０側における操作 位置検出装置１４により自局１０の位置を検出する。

【００６９】移動局２０に検出された自局１０の位置
を送信するとともに、移動局２０から送信されてくる移
動局２０の位置を受信する。ここで、位置通信装置１５
として携帯電話１５１が用いられている場合は、携帯電
話１５１により移動局２０の携帯電話２５１を呼出して
回線接続し、ついで自局１０の位置が送信され、逆に移
動局２０からの移動局２０の位置が受信された後、回線
接続が解除される。

【００７０】検出された自局１０の位置および予め定
められている自局１０の方位ならびに受信した移動局２
０の位置より、パラボラアンテナ１１の向きを算出す
る。

【００７１】アンテナ駆動装置１３により、この算出
された向きに、すなわち移動局２０に向けてパラボラア
ンテナ１１をセットする。

【００７２】移動局２０に向けてセットされたパラボ
ラアンテナ１１から移動局２０に向けて送信を開始す
る。

【００７３】ｂ１）移動局２０側における操作Ａ（方位
検出装置２６がない場合） 位置検出装置２４により自局２０の位置を検出する。

【００７４】固定局１０に検出された自局２０の位置
を送信するとともに、固定局１０から送信されてくる固
定局１０の位置を受信する。

【００７５】傾斜測定装置２７により自局２０の鉛直
からの傾きを測定する。

【００７６】検出された自局２０の位置および受信し
た固定局１０の位置、測定された自局２０の鉛直からの
傾きにより、固定局１０が存在する円錐面を算出する。
この円錐面の算出は、例えば次のようにしてなされる。
すなわち、ＧＰＳにより測定された移動局２０および固
定局１０の直交座標軸による絶対座標系：Ｘ_AーＹ_AーＺ
_A（Ｚ_A：垂直軸）における位置（座標）をそれぞれＯ
（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O），Ｐ（Ｘ_P，Ｙ_P，Ｚ_P）とし、移動局
２０の旋回中心を原点とした直交座標軸による相対座標
系：Ｘ_BーＹ_BーＺ_BのＸ_B軸およびＹ_B軸の鉛直とのなす
角（Ｘ_B軸とＺ_A軸とのなす角およびＹ_BとＺ_A軸とのなす
角）をそれぞれα，βとし（図２参照）、固定局１０の
相対座標系：Ｘ_BーＹ_BーＺ_Bにおける位置ｐ（ｘ_P，
ｙ_P，ｚ_P）とすると（図３参照）、ｘ_P，ｙ_P，ｚ_Pは、
θをパラメータとして下記式により表される。 ｘ_P=Acosθ+Bsinθ+C ｙ_P=Dsinθ+Ecosθ+F ｚ_P=Gcosθ+Hsinθ+I ここに、 A=(X_P-X_O)sinα+(Y_P-Y_O)cosαcosβ B=(Y_P-Y_O)sinα-(X_P-X_O)cosαcosβ C=-(Z_P-Z_O)cosαsinβ D=-(X_P-X_O)sinβ E=(Y_P-Y_O)sinβ F=(Z_P-Z_O)cosβ G=(X_P-X_O)cosα-(Y_P-Y_O)sinαcosβ H=(X_P-X_O)sinαcosβ+(Y_P-Y_O)cosα I=(Z_P-Z_O)sinαsinβ

【００７７】しかして、θを０〜３６０度（０〜２π）
まで変化させることにより、図４に示すような円錐面が
得られる。

【００７８】また、この固定局１０の相対座標系：Ｘ_B
ーＹ_BーＺ_Bにおける位置ｐ（ｘ_P，ｙ_P，ｚ_P）を用い
て、コニカルアンテナ２１の旋回角φおよび仰角ψはそ
れぞれ下記式により表される。 φ=arctan(ｙ_P/ｘ_P) ψ=arctan(ｚ_P/(ｘ_P ²+ｙ_P ²)^0.5)

【００７９】アンテナ駆動装置２３により、この算出
された円錐面内においてコニカルアンテナ２１を走査し
て固定局１０からの電波を探知する。

【００８０】探知された固定局１０からの電波強度が
最大になる方向にコニカルアンテナ２１をセットする。

【００８１】固定局１０に向けてセットされたコニカ
ルアンテナ２１から固定局１０に向けて送信を開始す
る。

【００８２】ｂ２）移動局２０側における操作Ｂ（方位
検出装置２６がある場合） 位置検出装置２４により自局２０の位置を検出する。

【００８３】固定局１０に検出された自局２０の位置
を送信するとともに、固定局１０から送信されてくる固
定局１０の位置を受信する。

【００８４】傾斜測定装置２７により自局２０の鉛直
からの傾きを測定する。

【００８５】方位検出装置２６により自局２０の方位
を検出する。

【００８６】検出された自局２０の位置および方位な
らびに受信した固定局１０の位置、測定された自局２０
の鉛直からの傾きにより、固定局１０が存在する座標
（方向）を算出する。この座標（方向）の算出は、例え
ば次のようにしてなされる。すなわち、前記により得ら
れ固定局１０の相対座標系：Ｘ_BーＹ_BーＺ_Bにおける位
置ｐ（ｘ_P，ｙ_P，ｚ_P）を表す下記式のθに検出された
方位θ₁を代入して計算することにより得られる。 ｘ_P=Acosθ₁+Bsinθ₁+C ｙ_P=Dsinθ₁+Ecosθ₁+F ｚ_P=Gcosθ₁+Hsinθ₁+I

【００８７】アンテナ駆動装置２３により、この算出
された方向にコニカルアンテナ２１をセットする。

【００８８】固定局１０に向けてセットされたコニカ
ルアンテナ２１から固定局１０に向けて送信を開始す
る。

【００８９】方位検出装置２６として、ジャイロ２６
１が用いられている場合には、自局２０および固定局１
０の位置ならびにコニカルアンテナ２１の向きから、自
局１０の方位を算出してジャイロ２６１の初期化をす
る。この初期化は、ジャイロ２６１としてレートジャイ
ロが用いられているときは、積分値を前記計算値とする
ことによりなされる。

【００９０】（２）追尾操作 移動局２０が移動中は、固定局１０側および移動局２０
側において下記追尾操作がなされる。

【００９１】ａ）固定局１０側における操作 コニカルアンテナ２１から送信されてくる移動局２０
の位置から、パラボラアンテナ１１の向きの修正量を算
出する。

【００９２】アンテナ駆動装置１３により、算出され
た修正量に応じてパラボラアンテナ１１の向きを調整し
て、パラボラアンテナ１１を移動局２０の移動に対して
追尾させる。

【００９３】ｂ１）移動局２０側における操作Ａ（方位
検出装置２６がない場合） コニカルアンテナ２１を上下、左右に微小振動させな
がら、固定局１０からの電波強度が最大になる方向を探
知する。

【００９４】探知された方向に向けてコニカルアンテ
ナ２１をセットするフィードバック制御を行う。

【００９５】ｂ２）移動局２０側における操作Ｂ（方位
検出装置２６がある場合） コニカルアンテナ２１を上下、左右に微小振動させな
がら、固定局１０からの電波強度が最大になる方向を探
知する。

【００９６】探知された方向に向けてコニカルアンテ
ナ２１をセットするフィードバック制御を行う。

【００９７】方位検出装置２６としてジャイロ２６１
が用いられているときは、コニカルアンテナ２１が載置
されている部分が旋回等することにより方向が急激に変
化する場合には、ジャイロ２６１から得られる角速度の
変化を制御装置２８にフィードフォワードして、コニカ
ルアンテナ２１の向きが急激に変化するのを抑える。

【００９８】（３）電波中断時の操作 移動局２０が建物の影等に入り交信が中断した場合に
は、固定局１０側および移動局２０側で下記の復帰操作
がなされる。

【００９９】ａ）固定局１０側における操作 通信が途絶する直前のパラボラアンテナ１１の向きを
所定時間維持する。この所定時間は、移動局２０が移動
している環境に応じて適宜選定されるが、初期化操作に
必要な時間程度が一応の目安とされる。

【０１００】所定時間が経過しても通信が回復しない
場合は、前記初期化操作を開始する。

【０１０１】ｂ１）移動局２０側における操作Ａ（方位
検出装置２６がない場合） 位置検出装置２４および傾斜測定装置２７からの検出
値および測定値から算出される向きにコニカルアンテナ
２１を所定時間保持する。

【０１０２】所定時間が経過しても通信が回復しない
場合、固定局１０により初期化操作が開始されるのを待
つ。

【０１０３】ｂ２）移動局２０側における操作Ｂ（方位
検出装置２６がある場合） 方位検出装置２６、位置検出装置２４および傾斜測定
装置２７からの検出値および測定値から算出される向き
にコニカルアンテナ２１を所定時間保持する。このた
め、方位検出装置２６としてレートジャイロが用いられ
ている場合は、通信が正常の間、常にレートジャイロの
信号の積分値（方位）を補正しておく。また、この所定
時間も前記と同様に定められる。

【０１０４】所定時間が経過しても通信が回復しない
場合、固定局１０により初期化操作が開始されるのを待
つ。

【０１０５】このように、実施の形態１の制御方法によ
れば、固定局のパラボラアンテナおよび移動局のコニカ
ルアンテナの双方を相手局のアンテナに向けてセットで
き、しかも、移動局が移動しても固定局のパラボラアン
テナをその移動に対して追尾させることができ、また移
動局のコニカルアンテナを移動中も固定局のパラボラア
ンテナに向けておくことができる。さらに通信が中断し
ても、その中断に対処することができる。

【０１０６】実施の形態２ 本発明の実施の形態２の指向性アンテナの向き制御方法
に用いられる、指向性アンテナの向き制御装置が備えら
れている通信システムを図５に示す。図５に示す通信シ
ステム１Ａは、固定局１０と、移動局２０と、この両者
１０，２０の中継を行う中継局３０から構成されてい
る。ここで、固定局１０は位置および方位を適宜に定め
て水平に固定されているものとし、移動局２０は無人走
行車（図示省略）に搭載されているものとし、中継局３
０も同様に無人走行車（図示省略）に搭載されているも
のとするが、通信中は位置および方位を定めて停止（静
止）しているものとする。なお、図５においては、移動
局２０は５局とされているが、この移動局２０の数はこ
れに限定されるものではなく、適宜増減可能である。

【０１０７】この固定局１０は、図６に示すように、指
向性アンテナの一種であるパラボラアンテナ１１と、こ
のパラボラアンテナ１１から送受信を行うための通信装
置１２と、このパラボラアンテナ１１を所定方向に向け
るためのアンテナ駆動装置１３と、自局（固定局）１０
の位置を検出するための位置検出装置１４と、この位置
検出装置１４により検出された位置を中継局３０に送信
するための無指向性アンテナを有する位置通信装置１５
と、各装置１２，１３，１４，１５を制御するととも
に、後述する手順を実行するための演算処理をする制御
装置１６とを備えている。

【０１０８】一方、移動局２０は、図７に示すように、
指向性アンテナの一種であるコニカルアンテナ２１と、
このコニカルアンテナ２１から送受信を行うための通信
装置２２と、このコニカルアンテナ２１を所定方向に向
けるためのアンテナ駆動装置２３と、自局（移動局）２
０の位置を検出するための位置検出装置２４と、この位
置検出装置２４により検出された位置を中継局３０に送
信するための無指向性アンテナを有する位置通信装置２
５と、自局２０の方位を検出するための方位検出装置２
６と、自局２０の傾斜を測定する傾斜測定装置２７と、
この傾斜測定装置２７からの測定データに基づいてこれ
らの各装置２２，２３，２４，２５，２６，２７を制御
するとともに、後述する手順を実行するための演算処理
をするための制御装置２８とを備えている。なお、方位
検出装置２６は所望により設けられればよく、そのため
必ずしも設けられる必要はない。

【０１０９】また、中継局３０は、図８に示すように、
固定局１０との通信のための指向性アンテナの一種であ
るコニカルアンテナ（中継アンテナ）３１と、この中継
アンテナ３１から送受信を行うための第１通信装置３２
と、この中継アンテナ３１を所定方向に向けるための中
継アンテナ駆動装置３３と、自局（中継局）３０の位置
を検出するための位置検出装置３４と、この位置検出装
置３４により検出された位置を固定局１０および移動局
２０に送信するための無指向性アンテナを有する位置通
信装置３５と、傾斜測定装置３６と、移動局２０との通
信のためのコニカルアンテナ（追尾アンテナ）４１（図
示は省略されているが５個の追尾アンテナが設けられて
いる。以下、この追尾アンテナ４１に関係する装置の数
も５個とされている。）と、この追尾アンテナ４１から
送受信を行うための第２通信装置４２と、この追尾アン
テナ４１を所定方向に向けるための追尾アンテナ駆動装
置４３と、各装置３２，３３，３４，３５，３６，４
２，４３を制御するとともに、後述する手順を実行する
ための演算処理をする制御装置５０とを備えている。

【０１１０】なお、前記各装置の構成は実施の形態１と
同様とされている。

【０１１１】次に、かかる構成とされている通信システ
ム１Ａにおける固定局１０のパラボラアンテナ１１、移
動局２０のコニカルアンテナ２１、および中継局３０の
中継および追尾アンテナ３１，４１の向き制御方法につ
いて説明する。

【０１１２】Ｉ．固定局１０と中継局３０との間の操作 （１）初期化操作 まず、固定局１０および中継局３０の双方において、ア
ンテナ１１，３１を相手局に向ける初期化操作がなされ
る。

【０１１３】ａ）固定局１０側における操作 位置検出装置１４により自局１０の位置を検出する。

【０１１４】中継局３０に検出された自局１０の位置
を送信するとともに、中継局３０から送信されてくる中
継局３０の位置を受信する。ここで、位置通信装置１５
として携帯電話１５１が用いられている場合は、携帯電
話１５１により中継局３０の携帯電話３５１を呼出して
回線接続し、ついで自局１０の位置が送信され、逆に中
継局３０からの中継局３０の位置が受信された後、回線
接続が解除される。

【０１１５】検出された自局１０の位置および予め定
められている自局１０の方位ならびに受信した中継局３
０の位置より、パラボラアンテナ１１の向きを算出す
る。

【０１１６】アンテナ駆動装置１３により、この算出
された向きに、すなわち中継局３０、より詳しくは中継
アンテナ３１に向けてパラボラアンテナ１１をセットす
る。

【０１１７】中継局３０に向けてセットされたパラボ
ラアンテナ１１から中継局３０に向けて送信を開始す
る。

【０１１８】ｂ）中継局３０側における操作 位置検出装置３４により自局３０の位置を検出する。

【０１１９】固定局１０に検出された自局３０の位置
を送信するとともに、固定局１０から送信されてくる固
定局１０の位置を受信する。

【０１２０】傾斜測定装置３７により自局３０の鉛直
からの傾きを測定する。

【０１２１】検出された自局３０の位置、受信した固
定局１０の位置、測定された自局３０の鉛直からの傾き
により、固定局１０が存在する円錐面を算出する。この
算出も前記と同様にしてなされる。

【０１２２】中継アンテナ駆動装置３３により、この
算出された円錐面内において中継アンテナ３１を走査し
て固定局１０からの電波を探知する。

【０１２３】探知された固定局１０からの電波強度が
最大になる方向に中継アンテナ３１をセットする。

【０１２４】固定局１０に向けてセットされた中継ア
ンテナ３１から固定局１０に向けて送信を開始する。

【０１２５】中継アンテナ３１の向き、自局３０およ
び固定局１０の位置から自局３０の方位を算出する。

【０１２６】ＩＩ．中継局３０と移動局２０との間の操
作 （１）初期化操作 中継局３０および移動局２０の双方において、アンテナ
４１，２１を相手局に向ける初期化操作がなされる。

【０１２７】ａ）中継局３０側における操作 位置検出装置３４により自局３０の位置を検出する。

【０１２８】移動局２０に検出された自局３０の位置
を送信するとともに、移動局２０から送信されてくる移
動局２０の位置を受信する。ここで、位置通信装置３５
として携帯電話３５１が用いられている場合は、携帯電
話３５１により移動局２０の携帯電話２５１を呼出して
回線接続し、ついで自局３０の位置が送信され、逆に移
動局２０からの移動局２０の位置が受信された後、回線
接続が解除される。

【０１２９】検出された自局３０の位置および固定局
１０との間の操作により求められた自局３０の方位なら
びに受信した移動局２０の位置より、追尾アンテナ４１
の向きを算出する。

【０１３０】追尾アンテナ駆動装置４３により、この
算出された向きに、すなわち移動局２０、より詳しく
は、コニカルアンテナ２１に向けて追尾アンテナ４１を
セットする。

【０１３１】移動局２０に向けてセットされた追尾ア
ンテナ４１から移動局２０に向けて送信を開始する。

【０１３２】ｂ１）移動局２０側における操作Ａ（方位
検出装置２６がない場合） 位置検出装置２４により自局２０の位置を検出する。

【０１３３】中継局３０に検出された自局２０の位置
を送信するとともに、中継局３０から送信されてくる中
継局３０の位置を受信する。

【０１３４】傾斜測定装置２７により自局２０の鉛直
からの傾きを測定する。

【０１３５】検出された自局２０の位置および受信し
た中継局３０の位置、測定された自局２０の鉛直からの
傾きにより、中継局３０が存在する円錐面を算出する。
この円錐面の算出も前記と同様にしてなされる。

【０１３６】アンテナ駆動装置２３により、この算出
された円錐面内においてコニカルアンテナを走査して中
継局３０からの電波を探知する。

【０１３７】探知された中継局３０からの電波強度が
最大になる方向にコニカルアンテナ２１をセットする。

【０１３８】中継局３０に向けてセットされたコニカ
ルアンテナ２１から中継局３０に向けて送信を開始す
る。

【０１３９】ｂ２）移動局２０側における操作Ｂ（方位
検出装置２６がある場合） 位置検出装置２４により自局２０の位置を検出する。

【０１４０】中継局３０に検出された自局２０の位置
を送信するとともに、中継局３０から送信されてくる中
継局３０の位置を受信する。

【０１４１】傾斜測定装置２７により自局２０の鉛直
からの傾きを測定する。

【０１４２】方位検出装置２６により自局２０の方位
を検出する。

【０１４３】検出された自局２０の位置および方位な
らびに受信した中継局３０の位置、測定された自局２０
の鉛直からの傾きにより、中継局３０が存在する方向を
算出する。この方向の算出も前記と同様にしてなされ
る。

【０１４４】アンテナ駆動装置２３により、この算出
された方向にコニカルアンテナ２１をセットする。

【０１４５】中継局３０に向けてセットされたコニカ
ルアンテナ２１から中継局３０に向けて送信を開始す
る。

【０１４６】方位検出装置２６として、ジャイロ２６
１が用いられている場合には、自局２０および中継局３
０の位置ならびにコニカルアンテナ２１の向きから、自
局２０の方位を算出してジャイロの初期化をする。この
初期化は、ジャイロとしてレートジャイロが用いられて
いるときは、積分値を前記計算値とすることによりなさ
れる。

【０１４７】（２）追尾操作 移動局２０が移動中は、中継局３０側および移動局２０
側において下記追尾操作がなされる。なお、中継中は中
継局３０は移動しないので、固定局１０と中継局３０間
では追尾操作はなされない。

【０１４８】ａ）中継局３０側における操作 コニカルアンテナ２１から送信されてくる移動局２０
の位置から、追尾アンテナ４１の向きの修正量を算出す
る。

【０１４９】追尾アンテナ駆動装置４３により、算出
された修正量に応じて追尾アンテナ４１の向きを調整
し、追尾アンテナ４１を移動局２０の移動に対して追尾
させる。

【０１５０】ｂ１）移動局２０側における操作Ａ（方位
検出装置２６がない場合） コニカルアンテナ２１を上下、左右に微小振動させな
がら、中継局３０の追尾アンテナ４１からの電波強度が
最大になる方向を探知する。

【０１５１】探知された方向に向けてコニカルアンテ
ナ２１をセットするフィードバック制御を行う。

【０１５２】ｂ２）移動局２０側における操作Ｂ（方位
検出装置２６がある場合） コニカルアンテナ２１を上下、左右に微小振動させな
がら、中継局３０の追尾アンテナ４１からの電波強度が
最大になる方向を探知する。

【０１５３】探知された方向に向けてコニカルアンテ
ナ２１をセットするフィードバック制御を行う。

【０１５４】方位検出装置２６としてジャイロ２６１
が用いられているときは、コニカルアンテナ２１が載置
されている部分が旋回等することにより方向が急激に変
化する場合には、ジャイロ２６１から得られる角速度の
変化を制御装置２８にフィードフォワードして、コニカ
ルアンテナ２１の向きが急激に変化するのを抑える。

【０１５５】（３）電波中断時の操作 移動局２０が建物の影に入ったり、障害物が通過したり
する等により交信が中断した場合には、中継局３０側お
よび移動局２０側で下記の復帰操作がなされる。なお、
固定局１０および中継局３０間では、中断前のアンテナ
１１，３１の向きが所定時間維持され、特段の処理はな
されない。

【０１５６】ａ）中継局３０側における操作 通信が途絶する直前の追尾アンテナ４１の向きを所定
時間維持する。

【０１５７】所定時間が経過しても通信が回復しない
場合は、前記初期化操作を開始する。

【０１５８】ｂ１）移動局２０側における操作Ａ（方位
検出装置２６がない場合） 位置検出装置２４および傾斜測定装置２７からの検出
値および測定値から算出される向きにコニカルアンテナ
２１を所定時間保持する。

【０１５９】所定時間経過しても通信が回復しない場
合、中継局３０により初期化操作が開始されるのを待
つ。

【０１６０】ｂ２）移動局２０側における操作Ｂ（方位
検出装置２６がある場合） 方位検出装置２６、位置検出装置２４および傾斜測定
装置２７からの検出値および測定値から算出される向き
にコニカルアンテナ２１を所定時間保持する。このた
め、方位検出装置２６としてレートジャイロが用いられ
ている場合は、通信が正常の間、常にレートジャイロの
信号の積分値（方位）を補正しておく。

【０１６１】所定時間経過しても通信が回復しない場
合、中継局３０により初期化操作が開始されるのを待
つ。

【０１６２】このように、実施の形態２の制御方法によ
れば、固定局のパラボラアンテナ、移動局のコニカルア
ンテナ、中継局の中継アンテナおよび追尾アンテナを各
々相手局のアンテナに向けてセットでき、しかも、移動
局が移動しても中継局の追尾アンテナを、その移動に対
して追尾させることができ、また移動局のコニカルアン
テナを移動中も中継局の追尾アンテナに向けておくこと
ができる。さらに通信が中断しても、その中断に対処す
ることができる。

【０１６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
送信側あるいは受信側の一方が移動している場合にも、
迅速に指向性アンテナの向き調整がなし得るとともに、
通信が中断しても迅速に指向性アンテナの相手方に向け
ることができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のアンテナの向き制御方
法に用いられる通信システムのブロック図である。

【図２】円錐面算出の際に用いる絶対座標系と移動局に
固定された相対座標系との関係を示す説明図である。

【図３】移動局に固定された相対座標系におけるコニカ
ルアンテナの向きと固定局との位置関係を示す説明図で
ある。

【図４】θを変化させたときに得られる円錐面の説明図
である。

【図５】本発明の実施の形態２のアンテナの向き制御方
法に用いられる通信システムのブロック図である。

【図６】実施の形態２における固定局のブロック図であ
る。

【図７】実施の形態２における移動局のブロック図であ
る。

【図８】実施の形態２における中継局のブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 通信システム １０ 固定局 １１ パラボラアンテナ １２ 通信装置 １３ アンテナ駆動装置 １４ 位置検出装置 １５ 位置通信装置 １５１ 携帯電話 １６ 制御装置 ２０ 移動局 ２１ コニカルアンテナ ２２ 通信装置 ２３ アンテナ駆動装置 ２４ 位置検出装置 ２５ 位置通信装置 ２５１ 携帯電話 ２６ 方位検出装置 ２６１ ジャイロ ２７ 傾斜測定装置 ２８ 制御装置 ３０ 中継局 ３１ 中継アンテナ ３２ 第１通信装置 ３３ 中継アンテナ駆動装置 ３４ 位置検出装置 ３５ 位置通信装置 ３５１ 携帯電話 ３６ 傾斜測定装置 ４１ 追尾アンテナ ４２ 第２通信装置 ４３ 追尾アンテナ駆動装置 ５０ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 多加夫 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 渡邊 武彦 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 西 義和 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 高橋 暢彦 神戸市兵庫区浜崎通２番15号 ディエック スアンテナ株式会社内 (72)発明者 城阪 敏明 神戸市兵庫区浜崎通２番15号 ディエック スアンテナ株式会社内

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指向性アンテナを有する固定局と、指向
   性アンテナを有する移動局とを有する通信システムにお
   ける前記指向性アンテナの向き制御方法であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記移動局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
   段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記固定局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段
   と、制御および演算処理のための制御手段とを備えると
   ともに、所望により自局の方位を検出するための方位検
   出手段をも備え、 前記固定局において下記固定局側初期化手順が実行され
   ることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方法。 位置検出手段により自局の位置を検出する。 移動局に検出された自局の位置を送信するとともに、
   移動局から送信されてくる移動局の位置を受信する。 検出された自局の位置および予め定められている自局
   の方位ならびに受信した移動局の位置より、指向性アン
   テナの向きを算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された向きに指向性
   アンテナをセットする。
2. 【請求項２】 請求項１記載の指向性アンテナの向き制
   御方法において、下記固定局側追尾手順が付加されてな
   ることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方法。 移動局の指向性アンテナから送信されてくる移動局の
   位置から、自局の指向性アンテナの向きの修正量を算出
   する。 アンテナ駆動手段により、算出された修正量に応じて
   自局の指向性アンテナの向きを調整して、該指向性アン
   テナを移動局の移動に対して追尾させる。
3. 【請求項３】 請求項２記載の指向性アンテナの向き制
   御方法において、下記固定局側復帰手順が付加されてな
   ることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方法。 通信が途絶する直前の指向性アンテナの向きを所定時
   間維持する。 所定時間が経過しても通信が回復しない場合、前記固
   定局側初期化手順を開始する。
4. 【請求項４】 指向性アンテナを有する固定局と、指向
   性アンテナを有する移動局とを有する通信システムにお
   ける前記指向性アンテナの向き制御方法であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記移動局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
   段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記固定局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段
   と、制御および演算処理のための制御手段とを備え、 前記移動局において下記移動局側初期化手順が実行され
   ることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方法。 位置検出手段により自局の位置を検出する。 固定局に検出された自局の位置を送信するとともに、
   固定局から送信されてくる固定局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
   る。 検出された自局の位置および受信した固定局の位置な
   らびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、固定局
   が存在する円錐面を算出する。 アンテナ駆動手段により、この算出された円錐面内に
   おいて指向性アンテナを走査して固定局からの電波を探
   知する。 探知された固定局からの電波強度が最大になる方向に
   指向性アンテナをセットする。
5. 【請求項５】 指向性アンテナを有する固定局と、指向
   性アンテナを有する移動局とを有する通信システムにお
   ける前記指向性アンテナの向き制御方法であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記移動局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
   段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記固定局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、自局の方位を検出するための方位検
   出手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段と、制御
   および演算処理のための制御手段とを備え、 前記移動局において下記移動局側初期化手順が実行され
   ることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方法。 位置検出手段により自局の位置を検出する。 固定局に検出された自局の位置を送信するとともに、
   固定局から送信されてくる固定局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
   る。 方位検出手段により自局の方位を検出する。 検出された自局の位置および方位、受信した固定局の
   位置ならびに測定された自局の鉛直からの傾きにより固
   定局が存在する方向を算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された方向に指向性
   アンテナをセットする。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載の指向性アンテナ
   の向き制御方法において、下記移動局側追尾手順が付加
   されてなることを特徴とする指向性アンテナの向き制御
   方法。 指向性アンテナを上下、左右に微小振動させながら、
   固定局からの電波強度が最大になる方向を探知する。 探知された方向に向けて指向性アンテナをセットする
   フィードバック制御を行う。
7. 【請求項７】 請求項６記載の指向性アンテナの向き制
   御方法において、下記移動局側復帰手順が付加されてな
   ることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方法。 通信が途絶する直前の指向性アンテナの向きを所定時
   間維持する。 所定時間が経過しても通信が回復しない場合、固定局
   において前記固定局側初期化手順が開始されるのを待
   つ。
8. 【請求項８】 指向性アンテナを有する固定局と、指向
   性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用指向
   性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継をする
   中継局とを有する通信システムにおける前記指向性アン
   テナの向き制御方法であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
   段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段
   と、制御および演算処理のための制御手段とを備えると
   ともに、所望により自局の方位を検出するための方位検
   出手段をも備え、 前記中継局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記固定局および／または移動局に送信するための無
   指向性アンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を
   測定する傾斜測定手段と、制御および演算処理のための
   制御手段とを備え、 前記固定局と中継局との間において下記固定局側初期化
   手順が実行されることを特徴とする指向性アンテナの向
   き制御方法。 位置検出手段により自局の位置を検出する。 中継局に検出された自局の位置を送信するとともに、
   中継局から送信されてくる中継局の位置を受信する。 検出された自局の位置および予め定められている自局
   の方位ならびに受信した中継局の位置より、指向性アン
   テナの向きを算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された向きに指向性
   アンテナをセットする。
9. 【請求項９】 指向性アンテナを有する固定局と、指向
   性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用指向
   性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継をする
   中継局とを有する通信システムにおける前記指向性アン
   テナの向き制御方法であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
   段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
   る位置通信手段と、自局の方位を検出するための方位検
   出手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段と、制御
   および演算処理のための制御手段とを備え、 前記中継局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
   行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
   けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
   位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
   を前記固定局および／または移動局に送信するための無
   指向性アンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を
   測定する傾斜測定手段と、制御および演算処理のための
   制御手段とを備え、 前記固定局と中継局との間において下記中継局側初期化
   手順が実行されることを特徴とする指向性アンテナの向
   き制御方法。 位置検出手段により自局の位置を検出する。 固定局に検出された自局の位置を送信するとともに、
   固定局から送信されてくる固定局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
   る。 検出された自局の位置および受信した固定局の位置な
   らびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、固定局
   が存在する円錐面を算出する。 アンテナ駆動手段により、この算出された円錐面内に
   おいて中継用指向性アンテナを走査して固定局からの電
   波を探知する。 探知された固定局からの電波強度が最大になる方向に
   中継用指向性アンテナをセットする。 自局および固定局の位置ならびに中継用アンテナの向
   きから自局の方位を算出する。
10. 【請求項１０】 指向性アンテナを有する固定局と、指
    向性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用指
    向性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継をす
    る中継局とを有する通信システムにおける前記指向性ア
    ンテナの向き制御方法であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
    段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段
    と、制御および演算処理のための制御手段とを備えると
    ともに、所望により自局の方位を検出するための方位検
    出手段をも備え、 前記中継局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記固定局および／または移動局に送信するための無
    指向性アンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を
    測定する傾斜測定手段と、制御および演算処理のための
    制御手段とを備え、 前記中継局と移動局との間において下記中継局側初期化
    手順が実行されることを特徴とする指向性アンテナの向
    き制御方法。 位置検出手段により自局の位置を検出する。 移動局に検出された自局の位置を送信するとともに、
    移動局から送信されてくる移動局の位置を受信する。 検出された自局の位置および受信した移動局の位置な
    らびに前記固定局と中継局との間における中継局側初期
    化手順により算出された自局の方位より、追尾用指向性
    アンテナの向きを算出する。 アンテナ駆動手段により、この算出された向きに追尾
    用指向性アンテナをセットする。
11. 【請求項１１】 指向性アンテナを有する固定局と、指
    向性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用指
    向性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継をす
    る中継局とを有する通信システムにおける前記指向性ア
    ンテナの向き制御方法であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
    段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段
    と、制御および演算処理のための制御手段とを備え、 前記中継局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記固定局および／または移動局に送信するための無
    指向性アンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を
    測定する傾斜測定手段と、制御および演算処理のための
    制御手段とを備え、 前記中継局と移動局との間において下記移動局側初期化
    手順が実行されることを特徴とする指向性アンテナの向
    き制御方法。 位置検出手段により自局の位置を検出する。 中継局に検出された自局の位置を送信するとともに、
    中継局から送信されてくる中継局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
    る。 検出された自局の位置および受信した中継局の位置な
    らびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、中継局
    が存在する円錐面を算出する。 アンテナ駆動手段により、この算出された円錐面内に
    おいて指向性アンテナを走査して中継局からの電波を探
    知する。 探知された中継局からの電波強度が最大になる方向に
    指向性アンテナをセットする。
12. 【請求項１２】 指向性アンテナを有する固定局と、指
    向性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用指
    向性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継をす
    る中継局とを有する通信システムにおける前記指向性ア
    ンテナの向き制御方法であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
    段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、自局の方位を検出するための方位検
    出手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段と、制御
    および演算処理のための制御手段とを備え、 前記中継局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記固定局および／または移動局に送信するための無
    指向性アンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を
    測定する傾斜測定手段と、制御および演算処理のための
    制御手段とを備え、 前記中継局と移動局との間において下記移動局側初期化
    手順が実行されることを特徴とする指向性アンテナの向
    き制御方法。 位置検出手段により自局の位置を検出する。 中継局に検出された自局の位置を送信するとともに、
    中継局から送信されてくる中継局の位置を受信する。 傾斜測定手段により自局の鉛直からの傾きを測定す
    る。 方位検出手段により自局の方位を検出する。 検出された自局の位置および方位、受信した中継局の
    位置ならびに測定された自局の鉛直からの傾きにより、
    中継局が存在する方向を算出する。 アンテナ駆動手段によりこの算出された方向に指向性
    アンテナをセットする。
13. 【請求項１３】 請求項１０記載の指向性アンテナの向
    き制御方法において、下記中継局側追尾手順が付加され
    てなることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方
    法。 移動局の指向性アンテナから送信されてくる移動局の
    位置から、自局の指向性アンテナの向きの修正量を算出
    する。 アンテナ駆動手段により、算出された修正量に応じて
    追尾用指向性アンテナの向きを調整して、該追尾用指向
    性アンテナを移動局の移動に対して追尾させる。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の指向性アンテナの向
    き制御方法において、下記中継局側復帰手順が付加され
    てなることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方
    法。 通信が途絶する直前の指向性アンテナの向きを所定時
    間維持する。 所定時間が経過しても通信が回復しない場合、前記中
    継局側初期化手順を開始する。
15. 【請求項１５】 請求項１１または１２記載の指向性ア
    ンテナの向き制御方法において、下記移動局側追尾手順
    が付加されてなることを特徴とする指向性アンテナの向
    き制御方法。 指向性アンテナを上下、左右に微小振動させながら、
    中継局からの電波強度が最大になる方向を探知する。 探知された方向に向けて指向性アンテナをセットする
    フィードバック制御を行う。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の指向性アンテナの向
    き制御方法において、下記移動局側復帰手順が付加され
    てなることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方
    法。 通信が途絶する直前の指向性アンテナの向きを所定時
    間維持する。 所定時間が経過しても通信が回復しない場合、中継局
    において前記中継局側初期化手順が開始されるのを待
    つ。
17. 【請求項１７】 請求項６または１５記載の指向性アン
    テナの向き制御方法において、下記手順が付加されてな
    ることを特徴とする指向性アンテナの向き制御方法。 移動局の指向性アンテナの向きの急激な変化を検知す
    る。 前記検知に応答して指向性アンテナの向きの急激な変
    化を抑制するフィードフォワード制御を行う。
18. 【請求項１８】 前記指向性アンテナの向きの急激な変
    化の検知が、ジャイロの角速度の変化によりなされるこ
    とを特徴とする請求項１７記載の指向性アンテナの向き
    制御方法。
19. 【請求項１９】 前記円錐面の算出が下記手順によりな
    されることを特徴とする請求項４、９または１１記載の
    指向性アンテナの向き制御方法。 １軸が垂直方向とされている直交座標軸による絶対座
    標系（絶対座標系：Ｘ_AーＹ_AーＺ_A；Ｚ_A：垂直軸）を設
    定する。 検出された固定される側の局および移動する側の局の
    それぞれの位置の前記絶対座標系におけるそれぞれの座
    標（Ｐ（Ｘ_P，Ｙ_P，Ｚ_P）），（Ｏ（Ｘ_O，Ｙ_O，Ｚ_O））
    を算出する。 移動する側の局の指向性アンテナの旋回中心に原点を
    有し、その旋回面に２軸（Ｘ_B軸，Ｙ_B軸）が設定されて
    いる直交座標軸による相対座標系（相対座標系：Ｘ_Bー
    Ｙ_BーＺ_B）を設定する。 前記相対座標系における固定される側の局の相対座標
    （ｐ（ｘ_P，ｙ_P，ｚ_P））を算出し、下記式により表
    す。 ｘ_P=Acosθ+Bsinθ+C ｙ_P=Dsinθ+Ecosθ+F ｚ_P=Gcosθ+Hsinθ+I ここに、 θ：パラメータ（0≦θ＜2π） A=(X_P-X_O)sinα+(Y_P-Y_O)cosαcosβ B=(Y_P-Y_O)sinα-(X_P-X_O)cosαcosβ C=-(Z_P-Z_O)cosαsinβ D=-(X_P-X_O)sinβ E=(Y_P-Y_O)sinβ F=(Z_P-Z_O)cosβ G=(X_P-X_O)cosα-(Y_P-Y_O)sinαcosβ H=(X_P-X_O)sinαcosβ+(Y_P-Y_O)cosα I=(Z_P-Z_O)sinαsinβ α:Ｘ_BとＺ_Aとのなす角 β:Ｙ_BとＺ_Aとのなす角 前記相対座標系の原点（Ｏ）と固定される側の局の相
    対座標（ｐ）とを結ぶ線分を作成する。 θを0から2πの間で変化させる。
20. 【請求項２０】 前記移動局が複数とされてなることを
    特徴とする請求項１ないし１９のいずれかに記載の指向
    性アンテナの向き制御方法。
21. 【請求項２１】 指向性アンテナを有する固定局と、指
    向性アンテナを有する移動局とを有する通信システムに
    おける前記指向性アンテナの向き制御装置であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記移動局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
    段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記固定局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段
    と、制御および演算処理のための制御手段とを備えると
    ともに、所望により自局の方位を検出するための方位検
    出手段をも備え、 前記アンテナ駆動手段が、アンテナを旋回させる旋回機
    構と、該旋回機構を駆動するための第１アクチュエータ
    と、アンテナを上下動させる上下動機構と、該上下動機
    構を駆動するための第２アクチュエータとからなること
    を特徴とする指向性アンテナの向き制御装置。
22. 【請求項２２】 指向性アンテナを有する固定局と、指
    向性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用指
    向性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継をす
    る中継局とを有する通信システムにおける前記指向性ア
    ンテナの向き制御装置であって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
    段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段
    と、制御および演算処理のための制御手段とを備えると
    ともに、所望により自局の方位を検出するための方位検
    出手段をも備え、 前記中継局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記固定局および／または移動局に送信するための無
    指向性アンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を
    測定する傾斜測定手段と、制御および演算処理のための
    制御手段とを備え、 前記アンテナ駆動手段が、アンテナを旋回させる旋回機
    構と、該旋回機構を駆動するための第１アクチュエータ
    と、アンテナを上下動させる上下動機構と、該上下動機
    構を駆動するための第２アクチュエータとからなること
    を特徴とする指向性アンテナの向き制御装置。
23. 【請求項２３】 前記無指向性アンテナを有する位置通
    信手段が、携帯電話とモデムとの組合せからなるものと
    されることを特徴とする請求項２１または２２記載の指
    向性アンテナの向き制御装置。
24. 【請求項２４】 移動局が複数とされてなることを特徴
    とする請求項２１または２２記載の指向性アンテナの向
    き制御装置。
25. 【請求項２５】 指向性アンテナを有する固定局と、指
    向性アンテナを有する移動局とを有する通信システムで
    あって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記移動局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
    段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記固定局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段
    と、制御および演算処理のための制御手段とを備えると
    ともに、所望により自局の方位を検出するための方位検
    出手段をも備えてなることを特徴とする通信システム。
26. 【請求項２６】 指向性アンテナを有する固定局と、指
    向性アンテナを有する移動局と、中継用および追尾用指
    向性アンテナを有する前記固定局と移動局間の中継をす
    る中継局とを有する通信システムであって、 前記固定局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、制御および演算処理のための制御手
    段とを備え、 前記移動局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記中継局に送信するための無指向性アンテナを有す
    る位置通信手段と、自局の方位を検出するための方位検
    出手段と、自局の傾斜を測定する傾斜測定手段と、制御
    および演算処理のための制御手段とを備え、 前記中継局が、少なくとも指向性アンテナから送受信を
    行うための通信手段と、指向性アンテナを所定方向に向
    けるアンテナ駆動手段と、自局の位置を検出するための
    位置検出手段と、該位置検出手段により検出された位置
    を前記固定局および／または移動局に送信するための無
    指向性アンテナを有する位置通信手段と、自局の傾斜を
    測定する傾斜測定手段と、制御および演算処理のための
    制御手段とを備えてなることを特徴とする通信システ
    ム。