JPH10178309A - 車載アンテナ安定化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナ架台の重量を大きく増大させること
なく、車載可能な大型のアンテナの水平度を、単純な構
成で容易かつ高精度に確保する。 【解決手段】 車載アンテナの水平度を補正，保持する
車載アンテナ安定化装置であって、アンテナベース２及
びアンテナ３が方位角方向に回転可能に搭載されるテー
ブル（架台）１０と、テーブル１０のアンテナ回転軸の
中心に配設された水平度を検出するセンサ２０と、テー
ブル１０の底面に配設され、テーブル１０を調整可能に
支持する軸方向に伸縮する複数のアクチェータ１１，１
２．．．と、センサ２０の検出結果によりアクチェータ
を駆動させる駆動制御手段とを備えた構成としてあり、
この駆動制御手段が、センサ２０の検出結果に基づき、
複数のアクチェータの必要作動量を算出するとともに、
当該作動量の和がゼロとなるように各アクチェータの作
動量を配分する和差アンプを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンテナの水平度
を補正，保持するアンテナ安定化装置に関し、特に、車
輛に搭載されて使用される車載アンテナの水平度を保持
するための車載アンテナ安定化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】車輛に搭載されて移動，使用される車載
アンテナは、一般に大型トラック等の車輛の屋根部に搭
載され、方位角方向に回転調整して使用される。このよ
うな車載アンテナに使用される大型トラック等の車輛
は、その水平度の保持手段として、車輛の車体フレーム
やシャーシ構造によっている。

【０００３】ところが、車輛に重量物を搭載した場合、
シャーシには必ず歪みが発生してしまい、搭載物である
車載アンテナの水平度にもずれが生じてしまう。特に、
車輛固定用のジャッキで車輛を持ち上げると、シャーシ
にかかる負荷が均等にならなくなるため、歪みの量が大
きくなる。

【０００４】このような車載アンテナの水平度の歪みを
防止する手段として、従来は、車輛の車体フレームやシ
ャーシの強度を増大させたり、別個に小型のジャッキを
用意してアンテナの水平度のみを直接補正するといった
方法がとられていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の水平度保持の方法では、以下のような問題が
生じた。まず、車輛のシャーシ等の強度を増すために
は、構造上の大型化，大重量化が避けられず、特に、車
載アンテナにおいては車両移動時における振動も生じ易
いため、アンテナや架台自体も一定の強度が必要とな
り、従って、このような大型化した車輛やアンテナをス
ムーズに動かすには油圧サーボ機構等の複雑な制御が必
要となる。このため、このような従来方法によって車載
アンテナを水平に保持するには、大型の架台と複雑な制
御手段が必要であった。

【０００６】また、車体フレームやシャーシの歪みは均
一とはならず、構造上単純な変化としては発生せず、ま
た、アンテナ自身も大きくなればなる程、自重での歪み
がさらに生じてしまう。このため、従来の技術において
高精度の水平度を出すためには、車体フレームやアンテ
ナの複合的な歪みを補正する複雑な制御を行なう必要が
あった。

【０００７】なお、特開平５−３４３９１３号公報に
は、小型の車両においてＧＰＳアンテナを水平に保持す
る技術が提案され、また、特開平４−３１８４８０号公
報には、レーダ設備の地盤変位を吸収し、一定の位置を
保持する技術が提案されている。

【０００８】しかし、特開平５−３４３９１３号公報の
技術は、ＧＰＳの受信を行なうためのアンテナを対象と
しており、移動する車両において、１０ｃｍ程度の小型
軽量アンテナを２〜３度以下の水平度を保つことを目的
としたものである。

【０００９】このため、駆動手段としては、車の姿勢変
化に対応できるよう、水平面に対するアンテナの傾きを
ジャイロや傾斜計を用いて迅速に検出し、すばやくこれ
を制御する技術が使用されている。この技術は、小型の
アンテナを水平に保持するのには適しているが、比較的
大型の車載アンテナの水平度を補正，保持するものに適
用することは困難である。

【００１０】また、特開平４−３１８４８０号公報の技
術は、レーダ設備におけるアンテナベース面の位置の変
化を正確に補正することを目的としていることから、高
精度の変位量の検出を行ない、変化分を制御して元に戻
す技術が用いられている。これは、地表面の変動を対象
としているため、地盤に埋設したコンクリート基礎に油
圧ジャッキを立設するもので、高速の制御は必要なく、
変位量も小さな値に対応できれば良く、車載アンテナの
水平度を保持するための安定化装置に適用することはで
きなかった。

【００１１】本発明は、このような従来の技術が有する
問題を解決するために提案されたものであり、アンテナ
架台の重量を大きく増大させることなく、車載可能な大
型のアンテナの水平度を、単純な構成で容易かつ高精度
に確保できるようにするとともに、必要な制御も単純に
行なえるようにした車載アンテナ安定化装置の提供を目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１記載の車載アンテナ安定化装置は、車
載アンテナの水平度を補正，保持する車載アンテナ安定
化装置であって、アンテナが方位角方向に回転可能に搭
載される架台と、この架台の前記アンテナ回転軸の中心
に配設され、当該架台の水平度を検出するセンサと、前
記架台底面に配設され、当該架台を調整可能に支持する
複数のアクチェータと、前記センサの検出結果により前
記アクチェータを駆動させる駆動制御手段と、を備えた
構成としてある。

【００１３】また、請求項２記載の車載アンテナ安定化
装置は、前記センサが、前記架台の水平度を、前記アン
テナ回転軸を中心とした所定の基準面において検出する
とともに、前記駆動制御手段が、前記センサの検出結果
に基づき、前記複数のアクチェータの必要作動量を算出
するとともに、当該作動量の和がゼロとなるように各ア
クチェータの作動量を配分する和差アンプを備えた構成
としてある。

【００１４】さらに、請求項３記載の車載アンテナ安定
化装置は、前記複数のアクチェータとして軸方向に伸縮
するアクチェータを用い、前記センサにおける前記架台
の水平度を検出する基準面を、前記複数の各アクチェー
タの１／２ストロークの位置に設定した構成としてあ
る。

【００１５】このような構成からなる本発明の車載アン
テナ安定化装置によれば、車輛やアンテナに過大な強度
手段や複雑な駆動機構を設けることなく、アクチェータ
のみでアンテナの水平度を補正，保持することができ、
また、単純な和差アンプを用いることで小型で高精度の
水平保持が行なえる。

【００１６】特に、車体フレームの歪みやアンテナが非
対称の場合に生じる歪みによる水平ずれについても、ア
クチェータの最小限の作動量により補正が行なわれ、構
造上複雑な動きも必要としない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車載アンテナ安定
化装置の一実施形態について、図面を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施形態にかかる車載アンテナ
安定化装置を搭載した車輛の全体を示す概略説明図であ
る。

【００１８】図２は、本発明の一実施形態にかかる車載
アンテナ安定化装置を示す概略全体斜視図である。図３
は、図２に示す車載アンテナ安定化装置の概略平面図で
ある。また、図４は、同じく要部断面概略正面図であ
る。

【００１９】これらの図に示すように、本実施形態の車
載アンテナ安定化装置は、車輛１上の任意の位置に設置
されたテーブル（架台）１０と、このテーブル１０を調
整可能に支持する複数のアクチェータ１１，１２，１３
とを備えており、図１に示す本実施形態の車載アンテナ
安定化装置では、テーブル１０が車輛１の屋根部前方に
設置されている。

【００２０】そして、アンテナベース２及びこのアンテ
ナベース２上に一体的に搭載されたアンテナ３が、テー
ブル１０上に方位角方向に回転自在に搭載され、水平度
を補正，保持されるようになっている。なお、４は、車
輛１を固定するジャッキであり、アンテナ使用時に伸長
されて車輛１を設置面に固定するようになっており、図
１に示す本実施形態の場合、車輛１の前輪の後部及び後
輪の前部に設けられている。

【００２１】このテーブル１０は、アクチェータ１１，
１２，１３によって支持され、車輛１の屋根部等の所定
箇所に固定されている。そして、図４に示すように、こ
のテーブル１０上にアンテナベース２が回転可能に係合
し、図示しないモータによって方位角方向に回転するよ
うになっており、これによってアンテナ３が方位角方向
に調整される。

【００２２】テーブル１０を支持するアクチェータ１
１，１２，１３は、伸縮自在な軸状手段であって、本実
施形態では３本でテーブルを支持しており、図３に示す
ように、各アクチェータ１１，１２，１３がテーブル１
０の下面の同一円周上に１２０度間隔をもって配設され
ている。

【００２３】なお、このアクチェータ１１，１２，１３
は、テーブル１０を安定的に支持できれば３本以上とす
ることもでき、また各アクチェータの間隔も１２０度に
限定されない。さらに、アクチェータ１１，１２，１３
としては、カム式等のものを利用することもできる。

【００２４】また、アクチェータ１１，１２，１３は、
各端部の一側がテーブル１０の下面に回動可能に取り付
けられるとともに、各端部の他側が車輛１の屋根部に回
動可能に取り付けられ、軸方向に伸縮可能となってい
る。

【００２５】そして、このアクチェータ１１，１２，１
３が、後述する和差アンプ３０によって、その軸方向へ
の伸縮の作動量が制御され、テーブル１０の水平度を補
正，保持するようになっている。

【００２６】２０はセンサで、テーブル１０の内部中
心、すなわち、図２に示すアンテナ３の回転中心に取り
付けられており、テーブル１０の水平度を検知する。こ
のセンサ２０は、テーブル１０の傾きを検知できるセン
サするもので、傾斜を検出するものであれば特に限定さ
れるものではないが、一般にはレベルゲージ等が用いら
れる。レベルゲージとしては、例えば水銀式，振り子
式，Ｇセンサ，ジャイロ等があり、テーブル１０の傾斜
を検出するものであればよい。なお、本実施形態のアン
テナ安定化装置では水平保持のみが問題となるので、セ
ンサ２０は２軸センサであればよい。

【００２７】そして、このセンサ２０が、あらかじめ設
定された水平基準面を基準としてテーブル１０の水平
度、すなわち基準面に対する傾きを検知し、当該検出結
果を和差アンプ３０に出力する。

【００２８】和差アンプ３０は、テーブル１０の水平度
を補正するために、センサ２０からの信号に基づき、ア
クチェータ１１，１２，１３の必要作動量を決定し、か
つ、各アクチェータ１１，１２，１３へ信号を出力する
駆動制御手段として機能している。

【００２９】そして、本実施形態における和差アンプ３
０は、３本のアクチェータ１１，１２，１３の作動量の
和がゼロとなるように作動させることで、アクチェータ
１１，１２，１３の作動量とテーブル１０の中心に配設
したセンサ２０の位置変動を最小限にしつつ、短時間で
テーブル１０の水平度を補正するものである。

【００３０】一般に、伸縮手段であるアクチェータの有
効作動範囲はストロークとして規定され、このアクチェ
ータのストロークを最大条件で使用するためには、全体
のストロークをＬと仮定した場合にＬ／２の位置がプラ
ス方向及びマイナス方向の両方向に対して作動すること
が最適である。

【００３１】そこで、和差アンプ３０では、このアクチ
ェータのＬ／２のストロークを基準位置として設定し、
この状態においてテーブル１０に配設したセンサ２０の
上下，左右，前後の位置が常に一定となるようにアクチ
ェータ１１，１２，１３を作動させるようにしている。

【００３２】すなわち、センサ２０が配設されたテーブ
ル１０は、各アクチェータ１１，１２，１３の作動量に
リンクすることになる。そして、例えば各アクチェータ
１１，１２，１３が全てプラス方向に作動すればテーブ
ル１０は上昇し、センサ２０の位置も上方向に変位し、
逆に各アクチェータ１１，１２，１３がマイナス方向に
作動すれば、テーブル１０も下降し、センサ２０も下方
に変位する。

【００３３】また、３本のアクチェータ１１，１２，１
３のうち２本がプラス方向に作動し、残り１本がマイナ
スに作動すれば、テーブル１０はマイナス方向に傾斜す
るとともに、テーブル１０の中心点、すなわちセンサ２
０の位置もマイナス方向に作動したアクチェータ側に移
動してしまう。

【００３４】このような状態が発生すると、センサ２０
の位置が、水平度補正のたびに変位してしまい、それ以
後、テーブル１０の正確な傾斜角度を検出できなくな
り、アンテナ３の水平度を正確に補正することができな
くなる。

【００３５】そこで、本実施形態においては、和差アン
プ３０によって、各アクチェータ１１，１２，１３の作
動量が全体としてゼロとなるように制御することによっ
て、各アクチェータを駆動させたときにテーブル１０の
中心、すなわちセンサ２０の位置が常にアンテナ回転軸
の中心にくるようアクチェータ１１，１２，１３の作動
量を決定，制御し、正確な水平度補正を行なうようにし
ている。

【００３６】具体的には、和差アンプ３０は次のように
作用する。まず、本装置の電源投入により、各アクチェ
ータが、ｌ／２ストロークの基準位置までテーブル１０
を上昇させる。次いで、センサ２０においてテーブル１
０の傾斜角度を検出する。

【００３７】そして、このセンサ２０で検出された傾斜
角度から、和差アンプ３０が各アクチェータ１１，１
２，１３の必要作動量（補正角度量）を算出する。ここ
で、３本のアクチェータ１１（Ａ），１２（Ｂ），１３
（Ｃ）に必要な補正角度量は、以下のようになる。 補正角度量Δβ（Ａ）＝傾斜角度（αｘ，αｙ）・アク
チェータ取付角γａ 補正角度量Δβ（Ｂ）＝傾斜角度（αｘ，αｙ）・アク
チェータ取付角γｂ 補正角度量Δβ（Ｃ）＝傾斜角度（αｘ，αｙ）・アク
チェータ取付角γｃ

【００３８】このとき、補正角度量は、各アクチェータ
１１（Ａ），１２（Ｂ），１３（Ｃ）に対する関数とし
て表わされることになる。そして、この各補正角度量の
和がトータルでゼロとなるように、和差アンプ３０内の
差分回路で決定する。

【００３９】具体的には、補正角度量Δβ（Ａ）×Ｋａ
＋補正角度量Δβ（Ｂ）×Ｋｂ＋補正角度量Δβ（Ｃ）
×Ｋｃ＝０となる。ここで、上記式のＫａ，Ｋｂ，Ｋｃ
は、それぞれのアクチェータの作動に対する非線形なア
ンプ特性を得るための補正係数を示しており、各アクチ
ェータ１１，１２，１３の位置，長さ，ストローク量，
テーブルに対する取付位置，センサの取付位置，アンプ
特性等の関数をまとめたものである。

【００４０】すなわち、テーブル１０の傾斜角度が発生
した時点で、各アクチェータ１１，１２，１３に必要な
補正角度量は一義的に決定され、その値に対応したアン
プ制御を行なうことで、最小限の時間で高精度な水平度
補正が行なえることになる。

【００４１】これを図６を参照して説明すると、各アク
チェータ１１（Ａ），１２（Ｂ），１３（Ｃ）の作動量
の和がゼロとなるように配分され、アクチェータ１１
（Ａ）がマイナスｌａ，アクチェータ１２（Ｂ）がプラ
スｌｂ，アクチェータ１３（Ｃ）がプラスｌｃの作動量
となる。

【００４２】次に、このような構成からなる本実施形態
のアンテナ安定化装置の動作について説明する。まず、
車輛１は、設置面でジャッキ４により固定されている
が、図１に示すように、車体構造上、２箇所のジャッキ
ポイントに負荷がかかり、車輛水平軸に対して必ず歪み
が発生する（図５におけるＳ１）。そして、この車輛１
のジャッキアップされることによる歪みは、車輛１に搭
載されたアンテナ３の水平度の歪みとなり、その分水平
がずれることになる。

【００４３】一方、アンテナ３自体も、四方全てに完全
な対称形状とはなっていないため、方位角方向に回転す
ることによって、必ずいずれかの方向に負荷がかかり、
水平度に歪みが発生する（図５におけるＳ２）。そし
て、このアンテナ３が回転することによる重量位置の変
化による歪みが、車輛１の歪みと合成され、さらに水平
度にずれが生じる。

【００４４】このような歪みによってテーブル１０は水
平度がずれ、所定の水平基準面を測定しているセンサ２
０によって変位量として検出される（図５におけるＳ
３）。ここで、検出値をそのままアクチェータ１１，１
２，１３に出力した場合には、３本のアクチェータが独
立に伸縮作動して、テーブル１０の変化量が多くなり、
センサ２０も変位してしまい、以後の正確な水平度の検
知ができなくなり、さらに第２，第３の歪みが生じてし
まう。

【００４５】そこで、アクチェータ１１，１２，１３の
作動量を最小とすべく、和差アンプ３０内の差分回路に
よって、各アクチェータの作動量の和がゼロとなるよう
に算出，決定し、その値をアクチェータに出力するよう
にする（図５におけるＳ４及びＳ５）。

【００４６】これにより、各アクチェータ１１，１２，
１３は、余分な動きをせず、最小限の作動量で作動し
（図５におけるＳ６）、所定の基準面でテーブル１０の
水平度を確保することができ（図５におけるＳ７）、テ
ーブル１０の中心も移動せず、センサ２０が位置変動す
ることもない。

【００４７】このように本実施形態のアンテナ安定化装
置によれば、車輛やアンテナに過大な強度手段や複雑な
駆動機構を設けることなく、アクチェータのみでアンテ
ナの水平度を補正，保持することができ、また、単純な
和差アンプを用いることで小型で高精度の水平保持が行
なえる。特に、車体フレームの歪みやアンテナが非対称
の場合に生じる歪みによる水平ずれについても、アクチ
ェータの最小限の作動量により補正が行なわれ、構造上
複雑な動きも必要としない。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のアンテナ安
定化装置によれば、アンテナ架台の重量を大きく増大さ
せることなく、車載可能な大型のアンテナの水平度を、
単純な構成のみで容易かつ高精度に確保できるようにす
るとともに、必要な制御も単純に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる車載アンテナ安定
化装置を搭載した車輛の全体を示す概略説明図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる車載アンテナ安定
化装置を示す概略全体斜視図である。

【図３】図２に示す車載アンテナ安定化装置の概略平面
図である。

【図４】図２に示す車載アンテナ安定化装置の要部断面
概略正面図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかる車載アンテナ安定
化装置による水平度補正の手順をしめすフローチャート
である。

【図６】本発明の一実施形態にかかる車載アンテナ安定
化装置の各アクチェータの作動量を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 車輛 ２ アンテナベース ３ アンテナ ４ ジャッキ １０ テーブル １１ アクチェータ １２ アクチェータ １３ アクチェータ ２０ センサ ３０ 和差アンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車載アンテナの水平度を補正，保持する
   車載アンテナ安定化装置であって、 アンテナが方位角方向に回転可能に搭載される架台と、 この架台の前記アンテナ回転軸の中心に配設され、当該
   架台の水平度を検出するセンサと、 前記架台底面に配設され、当該架台を調整可能に支持す
   る複数のアクチェータと、 前記センサの検出結果により前記アクチェータを駆動さ
   せる駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする車載ア
   ンテナ安定化装置。
2. 【請求項２】 前記センサが、前記架台の水平度を、前
   記アンテナ回転軸を中心とした所定の基準面において検
   出するとともに、 前記駆動制御手段が、前記センサの検出結果に基づき、
   前記複数のアクチェータの必要作動量を算出するととも
   に、当該作動量の和がゼロとなるように各アクチェータ
   の作動量を配分する和差アンプを備えた請求項１記載の
   車載アンテナ安定化装置。
3. 【請求項３】 前記複数のアクチェータとして軸方向に
   伸縮するアクチェータを用い、 前記センサにおける前記架台の水平度を検出する基準面
   を、前記複数の各アクチェータの１／２ストロークの位
   置に設定した請求項２記載の車載アンテナ安定化装置。