JPS5834041B2 - 人工衛星追跡装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、人工衛星を経由して船舶陸上間の通信を行な
う人工衛星追跡用海上アンテナ装置の改良に関する。

人工衛星追跡用アンテナ装置は、これまでその大部分が
、陸上用のものであった。

アンテナを衛星に向けておくための制御信号を与えるた
めに、アンテナで受けた信号に応答する自動追跡装置が
用いられている。

海上にある船は、縦揺れ、横揺れ、旋回（船首揺れ）お
よびこれらの組合わさった運動を行なう。

このような運動の下で自動追跡技術を用いて船舶搭載の
人工衛星追跡装置のアンテナを衛星に向けさせ続けるこ
とは、アンテナを照準する電子システムや電子機械シス
テムの複雑さによりまったく実用的ではないし、衛星か
ら受けている信号が中断すれば、誤動作は必至であり、
再照準手続きを行なって衛星信号を捕え、再固定をする
必要があることからも実用的ではない。

海上では、信号の中断はひんばんに起る可能性がある。

これは、縦揺れ、横揺れ、旋回のときに船の上部構造に
よるとか、あるいは陸地近くを航行中に丘陵、山、建物
によるとかして、アンテナへの信号経路が遮られること
があるからである。

それに加えで、船体や周囲の物体や海面からの反射によ
る信号の乱れも、照準固定を妨げる原因となる可能性が
あり、衛星信号を再捕獲するのに複雑な操作をしなけれ
ばならない。

船側人工衛星ターミナル、特に甲板上方に装置しなけれ
ばならないアンテナ照準部分が海上ではきびしい環にあ
るのだから、設計の簡略化、町動剖分の最少限化、保守
の容易化はぜひとも必要である。

また、追跡システムを長期間にわたって、望ましくは全
航海を通じて特に注意を払うことなく操作できることも
望ましい。

この目的のために、アンテナを出航のときに人工衛星に
向けてから後は、船の位置が変化して人工衛星座標が船
座標に対して変れるにつれてアンテナの位置を自動的に
変えうろことが望ましい。

多くの場合、新しい座標データを入力してアンテナを再
位置決めするというような成る程度の手動再照準は、た
とえば１田こ１回が適当かも知れない。

そうすれば、通信係がメツセージの送受信を行いながら
、アンテナ追跡システムの保守、操作を行なうことがで
きる。

移動体（たとえば、航空機）の位置の変化に応答する種
々の制御システムが提案されてきた。

また、安定した台上に装置することによってカメラおよ
びアンテナを安定化することも提案されている。

このような安定化技術では、ジャイロスコープとが加速
度計あるいはこの両方を用いているが、これらの機器は
、航行中の船のような悪条件の下での長期間の作動では
信頼性がないばか灼か、しばしば振動、衝撃その他の影
響を受は易い。

コースの変更あるいは船首揺れによる船の方向度えは、
人工衛星を追跡すべくアンテナを照準しなければならな
い方向に影響を与える。

たいていの船は、この方向度えを表示するジャイロコン
パスその他のコンパス装置を備えているが、これらのコ
ンパスからの角度位置情報は、旋回すなわち船首揺れ運
動の影響を人工衛星追跡アンテナの位置で相殺させるの
に用い易いというような形態のものではない。

本願では、後述するように、シンクロ式またはステップ
式のリピータからの船首方向変えコンパス情報を信号、
好ましくはディジクルフォーマット（船首揺れによって
生じた方向誤差を訂正するのに用いることができる）に
変換する改良装置を開示する。

種々のモータ制御システムがサーボシステムを使用する
ことを示唆しているが、多くのものが直流モータを必要
としている。

このようなモータは、スリップリングのところでスパー
クを発生するので船を危険にさらすことになる。

他のサーボモータは、タコメータとか、複雑な安定化回
路によるフィードバック制御を必要とする。

人工衛星追跡用アンテナシステムで用いるには、サーボ
制御モータその他の装置が簡略化されていることが望ま
しい。

これは、特に、このようなモータが甲板上方でアンテナ
構造内に装置されてきびしい環境の影響を受けなければ
ならないからである。

制御の目的で最近用いられているモータとしで、ステッ
パモータが知られている。

これらのモータは、通常、パルス列によって駆動される
ように設計してあって、次段階的動くので機械的な共振
を受けたり不規則な動きをした０する。

振動とが共鳴とかの現象として現われるこのような不規
則な運動を減らすべく試みとして特別な回路が用いられ
る。

本願では、後述するように、振動や不規則運動や共鳴ま
たは他の安定化にかかる時間の影響を除くようにステッ
パモータを用い、したがって、このようなモータを船側
人工衛星追跡装置におけるサーボモータとして有利に用
いることを可能とする。

したがって、本発明の目的は、上述の難点および欠点を
ほとんど除いた人工衛星追跡用アンテナ装置を提供する
ことにある。

簡単に言えば、本発明は、アンテナを多数の軸線まわり
に回転できるように装着した人工衛星追跡用アンテナ装
置に具体化できる。

これらの軸線のうち２つは、たとえば、アンテナ装置が
その１部部を構成している人工衛星通信ターミナルを搭
載した船の縦揺れおよび横揺れの＠線である。

アンテナは、サーボ制御システムによって縦揺れ軸線お
よび横揺れ軸線のまわりに傾けられて、船の縦揺れ、横
揺れがあっても安定した水平位置を保つ。

アンテナは、仰角および方位でも回転できるように装着
しである。

仰角および方位における人工衛星の位置を表わすデータ
信号に応答する方向入力装置が設けてあって、方位軸線
および仰角軸綿のまわりにアンテナを回転させる制御信
号を与える。

旋回または船首揺れによる船の方向度えに係るデータも
この方向入力装置に与えられてアンテナの方位位置に対
する船の旋回および船首揺れの影響を無効にすることが
できる。

実際の船の方向変更に備えて、ジャイロコンパスその他
の方向変更表示装置からのシンクロあるいはステップリ
ピータ信号をコンバータに与えることができる。

このコンバータは、船の方向変更を正の１度かあるいは
負の１度の段階的に示すパルスに信号を変える。

これらのパルスは、船の最初の方向度えを表わすディジ
タル数を変えて、数を蓄積した記録表示器その他の装置
において船の実際方向変更に対応する数を与えるのに用
いられる。

簡単に言えば、縦揺れ、横揺れ、仰角および方位の各軸
線まわりにアンテナを駆動するに用いるサーボ駆動シス
テムは、普通のステッパモータ（たとえば、１回転あた
り２００またはそれ以上のステップ運動をするように設
計した２相モータ）を利用している。

方形位相関係（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅｐｈａｓｅｒｅｌ
ａｔｉｏｕｓｈｉ）にある正弦電圧が発生する。

これらの電圧の周波数および相対極比は、制御電圧の大
きさおよび極性に応じて変化してモータの回転速度、方
向を制御する。

モータは、なめらかに回転し、サーボ駆動制御信号に応
じてこのなめらかな運動を与えるのにタコメータ、ブレ
ーキ、レートフィードバックループ等をなんら必要とし
ないのである。

縦揺れおよび横揺れの軸線は、別々のサーボ制御システ
ムによって制御してもよい。

これらのシステムは、各々、ジャイロスコープのまった
く無いセンサ装置を利用する。

このセンサ装置は、位置レベルセンサと、質性座標空間
に対する速度出力を発生する別々のセンサとから戒る。

これらのセンサは、共にソリッドステートセンサである
と望ましく、その場合、センサ出力は、位置誤差信号と
速度誤差信号とを与え、これらの信号は、位置誤差信号
の変化が速度誤差信号の変化よ０も影影が小さいように
組合わせである。

位置および速度の両方の情報を含む組合わせ誤差信号は
、制御信号としで、サーボモータ１駆動システム、好ま
しくは上述形式の周波数制御式ステッパモータシステム
に与えられる。

これらのモータ（１方は縦揺れ軸線に対するもの、他方
は横揺れ軸線に対するもの）は、船が縦揺れしても横揺
れしてもアンテナを定定に保つ。

種々の局面で本発明をより充分に理解してもらうべく、
以下添付図面を参照しながら本発明を説明する。

第１，２図は先ず参照すれば、人工衛星追跡用アンテナ
構造１０が示してあ０、このアンテナ構造は、衛星通信
ターミナル（第３図に関連して後に詳細に説明する）を
有する船のマスト１２の頂部に装着しである。

このターミナルは、アンテナをそれが人工衛星の方向に
向き続けるように制御する装置と、人工衛星を経由して
船舶間通信または船舶陸地間通信を行なう送受信装置と
を有する。

アンテナ構造の主な部分は、基礎装置１４と、安定台装
置１６と、アンテナ組立体１８とであり、安定台装置１
６は、第２図に示しである。

基礎装置１４は、円形ベース２２上に配置した円筒管２
０から成る。

鉛線で示すレーダードーム２４がベース２２に取付けて
あってアンテナ構造全体を覆っている。

脚および横棒２６が円筒管２０に溶接してあり、かつベ
ースにボルト止めしてあって円筒管２０をベース上に支
えている。

ベース２２を貫いているボルトは、適当なブラケットを
介してマスト１２の頂部に固定しである。

チャンネル形態の側部材２８，３０を有するＵ字形のヨ
ーク２７が円筒管２０の上端に固着してあ０、これら側
部材２８，３０に支承された軸３２が、安定台装置１６
の横揺れ軸線４０を構成している。

安定台装置１６は、フレーム３４から成り、その両側面
は、軸３２に取付けである（第２図参肋。

安定台３６が、フレーム３４内で軸３８上に枢着しであ
る。

この軸３８は、フレーム３４の側部材に支承されて台３
６に取付けである。

台の縦揺れ軸線４２は、軸３８の軸線である。

横揺れ軸線４０と、縦揺れ軸線４２と方位軸線４４（安
定台の中心を下方へ延びている）とは、互に直角で共通
の点で交差している。

縦揺れおよび横揺れの軸１４０．４２は同じ平面にある
。

ターンテーブル４８が、方位軸線４４のまわ０に回転で
きるように台３６上に装置しである。

このターンテーブル４６は、Ｕ字形の部材であって、下
向きのアーム４８．５０を有する。

ターンテーブルの中心には、駆動軸５２が取付けてあ０
、この１駆動軸５２は、台３６上に装着した軸受シリン
ダ５４を貫通している。

軸５２は、シリンダ５４とほぼ同じ直径のシリンダ５６
から延びている。

軸５２は、シリンダ５４の内部にある軸受に回転自在に
装着してあ０、これらの軸受が、ターンテーブル４６を
支えている。

仰角軸線５８は、ターンテーブル４６のアーム４Ｂ、５
０から横方向に延びる軸６０゜６２の軸線である。

仰角軸線５８は、方位軸線に対して直角であり、横揺れ
軸とほぼ一致するが、そのやや下にある。

「縦揺れ」、「横揺れ」なる用語は、説明を簡略化する
ために確たる根拠もなく用いている。

基礎装置の円筒管、すなわち柱２０とヨーク２６が方位
軸４４のまわりに９０度回転すれば、縦揺れ軸線が横揺
れ軸線とな０、あるいはその逆となる。

アンテナ組立体１８は、仰角軸線５８のまわ０に回転で
きるように軸６０，６２上に装着しである。

アンテナ組立体１８の全体は、軸６０，６２のところで
ターンテーブル４６によって支えられている。

このアンテナ組立体１８は、放物面反射器６６とフィー
ド６８とから成るアンテナ６４を包含する。

反射器６６は、好ましくは、薄いアルミニウムの多孔板
で作ってあ０、機械的強度を与えるために巻き込んだ縁
７０を有する。

フィード６８は、反射器７４の後にある二極アンテナ７
２から成る。

このフィードは、三脚台を構成するロッド７６に装着し
である。

フィードの出力部は、ハイブリット８０に組込んであり
、このハイブリッドは、反射器６６の中央を貫通してい
るケーブル８２に接続しである。

このケーブルは、アンテナ組立体１８に装着したグイプ
レクサ８４に接続しである。

反射器６６は、ボックス構造８６の一端を形成している
。

このボックス構造８６の残余部は、側部材と弓形ビーム
構造９２とから或０、この弓形ビーム構造は、アンテナ
組立体１８の重量を増加させずに、機械的強度を与える
。

弓形ビーム構造９２は、また、ターンテーブル４６の背
後に空間を形成して、アンテナ組立体１８が仰角におい
て少なくとも９０度回転できるようにしている。

アンテナの軸線は、垂直方向、水平方向のみならず、そ
の間の任意の角度に向けることができる。

ボックス構造８６の片側の上下の側部材９４，９６およ
びその反射側の対応する部分は、反射器６６の後部に取
付けである。

仰角軸線を持った軸６０゜６２は、ボックス構造８６の
側部材の一部を構成している。

プレート１０６，１０８のジャーナル郁を貫通している
。

アンテナ組立体１８は、全体的に、軸６０゜６２のまわ
りに回転できる。

このために、滑車１１０が、軸６０にキー止めなどによ
って固着しである。

仰角サーボモータ１１２として作動する電動機が、プレ
ート１０６上に設置したブラケットプレート１１４上に
装置しである。

仰角サーボモータ１１２の軸が、滑車１１０のまわ０に
通したタイミングベルト１１６を駆動する。

滑車１１０、ベルト１１６、モータの駆動滑車には、歯
が設けであるのが好ましい。

仰角サーボモータ１１２は、滑車１１０のまわりに遊星
式に移動する。

その結果、アンテナ組立体１８の全体が、軸６０，６２
のまわ０に動くことになる。

プレート１０８上にポテンショメータ１２０（第３図）
が装着してあわ、これは、仰角軸線の軸６２に取付けた
軸を有し、このポテンショメータ１２０によって表われ
た抵抗が、仰角軸線のまわりのアンテナ６４の回転の関
数となる。

左側部材の三角筋かい１２４を構成する控え（山形部材
でよい）によってボックス構造８６の剛性がさらに大き
くなっている。

これらの控えは、その頂部をブラケットによって反射器
６６の後に連結しである。

これらの筋かい１２４は、山形部材から作っである。

同様の筋かい１２８が右側部材にも設けである。

三角筋かい１３０，１３２も、ボックス構造８６に設け
である。

第２図に示すように、方位軸５２は、歯付きタイミング
ベルト１３６を駆動する方位サーボモータ１３４によっ
て駆動する。

歯の設けた滑車１３８をベルト１３６が駆動する。

この滑車１３８は、方位軸５２にキー止めしである。

方位モータが、ブラケット上に装着するなどして、台３
６の下側に固着しである。

タイミングベルト１３６の外周は、その内周と共に、歯
が設けてあって、台３６の下側に同様に装着したポテン
ショメータ１４０の軸１３９を駆動するのに用いる。

方位ポテンショメータ１４０によって与えられる抵抗は
、方位におけるアンテナ６４の角度位置に相当する。

安定台３６は、フレーム３４の側面１４４に装着した縦
揺れモータ１４２によって方向付けられる（第２図参照
）。

縦揺れ軸３８が、滑車１４６にキー止めしてあって、こ
の滑車は、好ましくは歯付きタイミングベルト１４８を
介して縦揺れモータ１４２によって駆動する。

安定台３６は、フレーム３４と共に、横揺れサーボモー
タ１５０によって横揺れ軸線４０のまわＯに回転させら
れる。

この横揺れサーボモータ１５０は、柱２０から上方に延
びるヨークのアーム３０上に装着しである。

横揺れ軸３２にキー止めした滑車１５２をタイミングベ
ルト１５４によって駆動する。

横揺れサーボモータ１５０の軸とベルト１５４と滑車１
５２の周面とにも歯が設けであると好ましい。

安定台３６の動きおよび位置は、縦揺れおよび横揺れの
センサ１５５，１５７によって検出する。

これらのセンサは、１対のレートトランスデユーサ１５
６ 、１５８から成０、方位軸５２が支承されているシ
リンダ５４の両側で台３６上に装着しである。

これらのトランスデユーサは、好ましくは、流体式レー
トセンサである。

これらは、台の短時間運動を監視するソリッドステート
装置である。

これらの装置の一方１５６は、横揺れ軸線に平行な流路
を有し、他方の装置１５８は、縦揺れ軸線に平行な流路
を有する。

装置１５６は、したがって、縦揺れレートセンサとして
作用し、装置１５８は、横揺れレートセンサとして作用
する。

適当なものとしては、１９７０年３月１７日に許された
米国特許第３，５００，６９１号に記載されている形式
のものである。

台３６の長時間運動は、台の縁に泊って装着した位置セ
ンサ、すなわちレベルセンサ１６０によって検出する。

これらレベルセンサの一方は、縦揺れ軸線のまわりの局
部ベクトルに対する台３６の角度位置を検出し、他方の
レベルセンサは、横揺れ軸線まわりの局部加速度ベクト
ルに対する台の角度位置を検出する。

これらのレベルセンサは、部分的に流体を満たした管を
包含する装置でもよく、その場合、一方の管は、その軸
線が縦揺れ軸線に平行となってお０、他方の管の軸線は
、横揺れ軸線に平行となっている。

流体の両側の隔たった位置に電極が設けである。

流体は、絶縁体として作用して、管内の流体の角度位置
の関数として電極間に表われるキャパシタンスヲ変える
。

レートセンサ１５６，１５８および位置センサ１６０の
出力は、第３図および第８乃至１２図と関連して後述す
るサーボ制御システムで用いるものであ０、縦揺れモー
タ１４２および横揺れモータ１５０に対して制御電圧を
与えて台を安定させ続ける。

このサーボ制御システムは、振動がしばしば騒音を生じ
させかっこのようなシステムを飽和させる航行中の船で
用いるには一般に不適当であるジャイロスコープ式セン
サとかスタビライザを用いることなく、ソリッドステー
ト装置を用いて台３６を完全に安定させ続ける。

アンテナ６４の重量がつりあわされて仰角モータ１１２
の必要トルクを最少限に抑えるのが望ましい。

つりあわせ重量は、だいたいにおいて、グイプレクサ８
４と、左側部材８８のプレート１０６に装着した低ノイ
ズ増幅器１６２と、右側部材のプレート１０８に装着し
たパワー増幅器１６４（第３図）とによって、余分で不
必要な重量をなんら加えることなく与えられる。

必要ならば、っりあわせのために側アームはかＯでなく
フレーム３４および安定台３６上におもＯを設けてもよ
い。

アンテナ１０と甲板下に設置した人工衛星通信ターミナ
ルの他の器機との間で電気信号および電力を搬送するケ
ーブル１６６は、アンテナ構造１８を方位、仰角の両方
において所望の角度たとえば方位回転で２７０度、仰角
移動で９０度にわたって回転させるに充分な余裕を持っ
ている。

このケーブル１６６は、方位滑車１３８および方位軸５
２の中央開口を通０、次にターンテーブル４６の開口１
７０を通って上方へ延びる多導体グープルでよい。

柱２０の下端のところでベースに適当なコネクタを設け
、ケーブルをコネクタから柱２０の中央長手方向通路に
通してもよい。

適当な止めをターンテーブル４６に設けてアンテナ構造
１８の仰角方向移動を制限してもよい。

ターンテーブルと共に回転するシリンダ５６に一端を連
結し、他端を台３６上に装置したシリンダ５４に連結し
たひも１７２が、ターンテーブル４６、したがってアン
テナの方位回転を制限するのに役立つ。

第１図でわかるように、弓形ビーム構造９２が、ターン
テーブル４６のすぐ後に配置しである。

このようにして、ボックス構造８６の背後に大きな空間
があるので、アンテナ６４およびボックス構造８６全体
を完全″に９ｏ度仰角方向に動かすことができる。

同時に、この弓形ビーム構造は、ボックス構造およびア
ンテナ装置全体に高度の剛性を与える。

アンテナ装置１０は、第３図に示した、これから言及す
る人工衛星通信ターミナルの一部である。

この通信ターミナルは、アンテナ６４を方向付けで人工
衛星の方向に向けさせ続けるように作動する追跡システ
ム２００から戊る。

この追跡システム２００は、方位、仰角のモータ１３４
，１１２とそれに組合わせたポテンショメータ１４ｏ。

１２０と、縦揺れ、横揺れのモータ１４２，１５０と、
縦揺れ、横揺れセンサ１５５，１５７とを包含する。

方位、仰角モータ１３４，１１２およびポテンショメー
ク１４０，１２０は、方位仰角サーホ制御ユニット２０
２と組合わせである。

このユニット２０２は、方向大カニニット２０４とディ
ジタル・アナログ・コンバータ２０６によって作動させ
られる。

この方向入力制御ユニッ） ２０４は、これらのコンバ
ータ２０６にディジタル信号を与え、これらのコンバー
タが、順次、アンテナ６４の人工衛星に対する選定照準
角を保つ制御信号を与える。

手動式ディジタルスイッチ（たとえば、２進化１０進法
＜ＢＣＤ＞出力を与えるノブスイッチ）からの方位、仰
角指令データがユニット２０４に入力サレル。

ジャイロコンパス式コンバータユニット２０８が、船側
のジャイロコンパス式すヒータからの入力を、方位方向
における実際の方向変更を表わすディジタル信号に変換
し、それを方向大カニニットに与える。

そこにおいて船の方向度えと方位指令データの相対的な
関係が検出されて、ディジクル方向変更（方位）制御信
号としてコンバータ２０６に入力される。

自動式位置更新入カニニット２１０が、連続的に、方位
、仰角のディジクル信号をユニッ）２０４゜２０２のそ
れぞれに与えて方位、仰角のディジクル制御信号を変更
しているので、オペレータが自ら情報を入力することな
く（すなわち、出航時にときどき復誦するときを除いて
方位、仰角ディジタルスイッチを操作することなく）人
工衛星の追跡を可能とする。

更新ユニット２１０は、人工衛星から送られてくる信号
（好ましくは、ビーコン信号）を受ける。

この信号は、アンテナ６４で捕えられ、低ノイズ増幅器
１６２で増幅され、ターミナルの一部である受信機２１
２で検出される。

最新情報ユニット２１０は、このビーコン信号の強さく
大きさ）の変化に応答する。

ビーコン信号が送られてこない場合には、受信機の自動
ゲイン制御（ＡＧＣ）信号を用いるようにしてもよい。

受信機の人ＧＣ信号は、人工衛星がビーコン信号を送る
ように設計しである場合、ビーコン信号の周波数から適
当に導き出せる。

信号強さの変化から、方位、仰角の偏差データを得る。

方位偏差が方向大カニニット２０４における相対関係デ
ータと組合わされて方位制御信号を与える。

仰角偏差は、ユニット２１０によってアナログ形態で与
えられ、方向大カニニット２０４によって仰角ノブスイ
ッチから導き出された指令データを表わす、ディジタル
・アナログ・コンバークからの仰角信号と組合わされて
複合仰角指令信号を与える。

方位、仰角の偏差は、周期的に、たとえば１時間毎に適
当に得られる。

したがって、この自動式位置更新ユニットは、ステップ
・トラック（段階式追跡）ユニットと呼ぶこともできる
。

方位・仰角サーボ制御ユニット２０２は、ディジタル・
アナログ・コンバータから得た方位、仰角指令信号を方
位、仰角ポテンショメーク１４０゜１２０からの位置フ
ィードバック信号と比較し、方位、仰角モータ１３４，
１１２に与える位置誤差駆動指令信号を発生する。

これらのモータは、好ましくは、ステップモータであり
、その場合、駆動指令は、位置誤差に比例した極性およ
び周波数を有する２相正弦波電圧である。

これらの正弦波電圧を発するモータ駆動ユニットについ
ては、第９乃至１２図と関連して後述する。

アンテナ構造が上述のように限られた範囲士２７０度に
わたって移動するように設計しであるので、方向大カニ
ニットは、＋２７０度または−２７０度の限界を越える
ことなく連続的な追跡をさせながら＋２７０度あるいは
一２７０度毎に制限チェックをなす装置を有する。

仮に相対的関係（ステップトラック偏差を含む）が２７
０度よ０も大きいならば、３６０度の反時針方向偏差が
自動的に導き出されて方位制御信号に現われる。

同様に、相対位置が−２７０度よ０も小さい角度の場合
には、方位制御信号がアンテナを３６０度時針方向に駆
動する。

アンテナを照準する場合、船の位置に対する人工衛星の
仰角、方位座標は、衛星軌道に基いた普通の天文計算で
得た探索表から得る。

これらの座標は、ノブスイッチに表示しである。

アンテナ６４は、座標に対応する位置を取り、人工衛星
を指向する。

人工衛星からの信号を受信してから、最大の信号を得る
までノブスイッチを少しずつ調節する。

ステップトラック・ユニット２１０が可能であれば、ア
ンテナは、自動的に人工衛星を追跡する。

このユニット２１０が用いられない場合には、最大の信
号が得られるまで少なくとも毎日ノブを調節しなければ
ならない。

方位、仰角フィードバックポテンショメーク１２０，１
４０の信号（すなわち、方位、仰角制御ユニット２０２
に与えられるデータ）をディジタル形態で読み取れるよ
うに、ディスプレイ、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ
）を設けるのが望ましい。

これは、図には示していないが、アンテナの本当の位置
を表わし、位置確認に用いうる。

追跡システム２００は、縦揺れ・横揺れサーボ制御ユニ
ット２１４を有し、このユニットは、縦揺れ、横揺れセ
ンサ１５５，１５７からの角速度、位置信号を処理し、
縦揺れ、横揺れモータ１４２゜１５０に駆動指令信号を
与えて台３６の水平位置を安定して保つ。

縦揺れ、横揺れモータ１４２゜１５０は、方位、仰角モ
ータ１３４，１１２と同様に、ステップモータであると
好ましい。

駆動指令は、方位・仰角サーボ制御ユニット２０２に関
連して上述したように、好ましくは、２相正弦波電圧で
ある。

これらの電圧の極性および周波数は、センサ１５５，１
５７によって生じた角速度、位置信号から縦揺れ・横揺
れサーボ制御ユニット２１４において導き出された複合
位置速度誤差に比例する。

縦揺れセンサ１５５は、縦揺れモータ駆動電圧を得る信
号を与え、横揺れセンサ１５７は、横揺れモータ駆動電
圧を得る信号を与える。

ユニット２１４は、第８図に関連してよ０詳しく説明し
、２相正弦波電圧を生じるモータ駆動ユニットは、第９
乃至１２図に関連して説明する。

本発明の１つの特徴は、縦揺れ、横揺れサーボ制御ユニ
ット２１４にタコメータとかレート・サーボ・ループを
用いないことにある。

アンテナ装置１０および追跡システム２００に加えて、
ターミナルには、人工衛星を経由してデータ音声その他
の信号を送受するための通信装置２１６が設けである。

データ・音声チャンネル２１８は、印刷電信機信号（た
とえば、ＰｓＫ信号とかＰＳＫ被変調信号）を扱って、
別のチャンネルで音声信号を扱うようにしてもよい。

時間分割マルチプレクサ（ＭＵＸ）または周波数分割マ
ルチプレクサ２２０を用いて、パワー増幅器１６４での
増幅後アンテナ６４によって送信できるように各チャン
ネルから信号を供給する。

アンテナで受信した信号は、低ノイズ増幅器１６２で増
幅される。

異なった帯域（たとえば、人工衛星への送信帯域として
１６３６ １６４５ ＭＨｚｚ 人工衛星からの受信帯
域として１５３５−１５４３ＭＨ２）にある送受信号は
、まず、グイプレクサ８４で分離される。

受信した信号は、受信機のベース帯域に移されてジマル
チブレクサ（ＤＥＭＵＸ）２２２に送られ、そこでいく
つかのデータチャンネル、音声チャンネルに分離される
。

電話システムで普通に用いている形式の制御装置が設け
てあって利用チャンネルを選定する。

第４図に示したジャイロコンパス式コンバータユニット
２０８は、シンクロ式または３コイル式Ｄ−Ｃ・ステッ
プバイステップ・リピータ出力を船の実際の方向度えを
表わすディジタル語に変換するようになっている。

この語は、３デイジツトＢＣＤフオーマツトにあって、
ジャイロコンパス式コンバー２語と共に方向大カユニッ
）２０４（第１図）に送られて方位指令データと両立す
る。

リピータは、船のジャイロコンパスによって作動する。

商船であれば、普通、３６ｏまたは１８゜の速さのりピ
ークを備えている。

説明上、リピータが３６０速度のものとする。

１回転（３６０度）が１度の位置に相当する。

リピータの相巻線端子Ｐ１．Ｐ２．Ｐ３（デルタ結線あ
るいはスター結紐）が、Ｄ−Ｃ・ステップバイステップ
入力あるいはシンクロ・リピータ入力のいずれかの選定
するスイッチ４００，４０２，４０４に接続しである。

これらのスイッチは、Ｄ、ｃ、ステップバイステップ・
リピータを選定した位置に示しである。

リピータの基準すなわちローフ巻線端子Ｒ１ｊ Ｒ２は
、基準巻線入力回路４０６に接続しである。

同様の入力回路４０８，４１０，４１２が、シンクロ・
リピータの各相毎に設けである。

基準巻線入力回路４０６が代表的なものであるから、そ
れについてのみ詳しく説明する。

絶縁抵抗器４１４゜４１６が、巻線端子Ｒ１Ｊ Ｒ２に
直列に接続しである。

ダイオード４１８が、基準波の１つの相または極性を切
り取る。

光アイソレータ４２ｏ（発光ダイオードおよびホトトラ
ンジスタを含む）が、コンバーク２０８とりピーク・バ
スの間の高電圧絶縁体となっている。

ホトトランジスタのコレクタ抵抗器を横切る電圧は、ダ
イオードによって切り取られずに入力回路４０６の出力
として用いられるリピータ・コイル電圧の相または極性
に追従する。

基準巻線入力回路の場合、出力は、ソリッドステートス
イッチ（集積回路が適当、たとえば、４０１６ＣＭＯ８
集積回路の一部）であるサンプリング回路４２２に送る
ことによって現われる。

コレクク電圧は、制御電圧として作用し、正電圧源（＋
Ｖで示す）をホトトランジスタが導通状態であればサン
プリング回路の出力部に接続する。

さもなければ、−■で示す負電圧源がサンプリング回路
出力部に接続される。

第５Ａ図は、基準巻線を横切る正弦波電圧Ｒ１−２を示
しており、Ｒ５は、サンプリング回路４２２の出力部に
おける波形を示す。

ステップ・リピータの各相毎に入カ回Ｎ４２４゜４２６
．４２８が設けである。

入力回路４２４が代表的なものである。

絶縁抵抗器４３０およびブリッジ整流器４３２が、相巻
線を横切って接続している（すなわち、Ｒ１からＲ２）
。

１対の背中合わせのゼナーダイオード４３４が整流器を
横切る電圧を制限している。

Ｄ、Ｃ１相巻線電圧の両極性が、コンデンサ４３６およ
び抵抗器４３８から戊るフィルタを経て受は入れられて
アソレータ４２０と同様の光アイソレータ４４０に送ら
れる。

リピータ軸の回転が１８０度行なわれる毎に相巻線に電
圧が生じたときにはいつでも、ホトトランジスタのコレ
クタのところでレベルが低くなる（サンプリング回路へ
の可能レベル）。

ステップリピータ入力回路４２４，４２６，４２８の各
各は、互に１２０度変位いでいてリピータ軸の位置に対
応する出力レベルを与える。

これらの電圧は、第５Ａ図に３つの波、Ｐｏｓ 、 Ｐ
１２ｏｓ 、 Ｐ２４ｏｓとして示しである。

スイッチ４００，４０２，４０４で選定すれば、同様の
電圧が、シンクロ・リピータの各相から得られる。

シンクロ・リピータ入力回路の出力は、第５Ａ図に波形
Ｐｏ ｔ Ｆ１２０ 、 Ｆ２４０で示すように正弦波
である。

シンクロリピータの作動によって、基準波の相に対する
各相巻線からの正弦波電圧の相は、相巻線の角度位置に
依存する。

回路４０８゜４１０．４１２の出力部での正弦波相電圧
は、増幅器４４２，４４４，４４６で増幅され、他のサ
ンプリング回路４４８，４５０，４５２において基準波
サンプリング回路４２２からの基準パルスＲｓによって
抜き取られる。

これらの基準パルスおよび相電圧が同じ極性の場合、サ
ンプリング回路出力部は正のパルスであわ、逆に基準パ
ルスおよび相電圧が反対の極性である場合には、サンプ
リング回路４４８，４５０，４５２の出力レベルはゼロ
となる。

サンプリング回路出力部は、積分回路４５４，４５６，
４５８で積分されて正パルスを正レベルに変換する。

リミッタ増幅器４６ｏ。４６２．４６４が用いられて、
これらのレベルをステップ・リピータ相入力回路４２４
，４２６゜４２８によって生じる電圧レベルに等しい電
圧に均等化する。

ＯＲゲート４６６．４６８，４７０が、ステップ・リピ
ータまたはシンクロ入力のいずれかからのこれらのレベ
ルを与える。

それに従って、さらに処理するためにスイッチ４００゜
４０２．４０４によって入力が選定される。

リピータ出力電圧Ｐ Ｏ５、Ｐ１２Ｏ８ｔ Ｆ２４０Ｓ
の相は一定である。

電圧それ自体は方向変更に従って変わる。

たとえば、１５９度の方向変更があったとき、ＰｏＳ
ｊ Ｆ２４０Ｓの電圧は高く、Ｐ１２０Ｓ電圧は低い。

方向変更が６分の１度であれば、図示リピータが３６０
速のものであるから、６０度に相当するレベル変化が生
じる。

それ故、Ｐｏｓ電圧のみが鳥い。

さらに６分の１度の方向転換があれば、Ｐｏｓ、ＰＩ□
□ｓの電圧が高くなる。

方向転換が６分の１度加わる毎に異なったりピーク出力
電圧が、あるいはそれが対となって生じる。

これらの結果は、検出され、カウンタ４７０に記録され
る。

ディジクル数に変換される。

カウンタ数は、船の実際の方向変更として方向大カユニ
ッ）２０４（第３図）に読み出される。

リピータ出力電圧は、まず、方向転換に相当する使用サ
イクルを有するパルスに変換される。

電圧Ｐ ｏＳ ｔ Ｆ１２０Ｓ ｔ Ｐ２４Ｏ８は、そ
れぞれ、対応した相関係を有する３つの基準正弦波Ｆｏ
、Ｆ１□。

ｊＦ２４０を示す。

これらの正弦波は、いずれのりピーク電圧の周波数より
もはるかに高い周波数を有する。

たとえば、■ＫＨ２が適当である。

基準波は、基準正弦波Ｆｏを与えるＩＫＨｚ基準オシレ
ータ４７２と、基準波に対して１２０度および２４０度
相のずれた正弦波Ｆ１□０およびＦ２４０を与える、基
準オシレータに接続した１対の相変位回路網４７４゜４
７６とによって発生する。

これらの基準波は第５Ｂ図に示しである。

打鍵（Ｋｅｙｉｎｇ ）′は、信号ミキサゲート４７８
で行なわれる。

これらのゲートはソリッドステート式集積回路スイッチ
、たとえば、リピータ電圧を制御入力に印加するＣＭＯ
８集積回路４ｏ１６型によって構成してもよい。

増幅器４８２に接続した３つの抵抗器の合計回路網４８
０が、打鍵されている基準波を組合わせる。

基準波Ｆｏおよび組合わされた基準波は、リミッタ回８
４Ｂ４゜４８６によって制限される。

リミッタ４８６は、リピータ出力電圧の順序に従って制
限された基準波ＦｏＬＴＤに相関係にある方形波の形状
をした制限組合わせ波ＳＭを与える。

リピータ電圧Ｐｏｓのみが高くて、Ｐ−１２０Ｓおよび
Ｐ−２４Ｏ８が低い場合を考えると、基準波Ｆ。

のみがミキサゲート４７８によって打鍵される。

８Ｍ出力は、リミッタ４８４からのＦｏＬＴＤパルスと
相において同じである。

この状態は、方向すなわち針路の変更がまったく行なわ
れていない場合に存在しうる。

リミッタに印加する前にＦｏ波の相を少しだけ、たとえ
ば７度繁位させて一定の移送関係を与え、針路変更のな
いときでもり、Ｃ。

出力が与えられるようにするのが望ましい。

今、方向、すなわち針路が６分の１度変わった場合（第
５Ａ図参照）、ＰｏｓおよびＰ１□ｏｓから成るリピー
タ電圧が順次発生させられる。

これは、合計回路４８０にＦｏおよびＦ１２０波を打ち
出し、第５Ｂ図に示すように組合わせ波Ｆｏ、Ｆ１２ｏ
を発生させる。

この組合わせ波は、基準波Ｆｏから６０度位相ずれして
お０、制限された場合パルス列ＳＭ６゜を発生させる。

今、仮に針路が同じ方向へさらに６分の１度変更したと
すれば、リピータ電圧シーケンスは、Ｐ１□０電圧のみ
から成る。

それ故、Ｆ、２６波のみが打ち出される。

次に、リミッタ４８６が、さらに６０度変位して基準波
列ＦｏＬＴＤから１２０度相０ずれた５Ｍ１２０パルス
を与える。

もう６分の１度の針路変更は、リピータ電圧シーケンス
Ｐ１２０ ｔ Ｆ２４０を生ぜしめる。

Ｆ１２０ ｔ Ｆ２４０の基準波が、打ち出されて第５
Ｂ図に示すＦ”ＯｊＦ’１２０波のように組合わされる
が、組合わされた波は、基準波Ｆｏと１８０度相０ずれ
ている。

リミッタ４８６は、５Ｍ１８ｏパルスを発する。

針路変更を６分の１度加える毎に、６０度を加えただけ
変位した制限パルス列ＳＭが同様に生じる。

このシーケンスは、針路変更の全度数にわたってく０返
される。

パルス列ＳＭは、各８Ｍパルスの前縁で正パルスを発生
させる微分クリッピング回路４８８に与えられる。

ＦｏＬＴＤパルス列は、同様の微分クリッピング回路４
９０に与えられる。

フィリップ・フロップ相検出器４９２が、ＦｏＬＴＤ、
ＳＭパルス列間の相関係に相当する使用サイクルを有す
るパルス列ＰＤを発生する。

したがって、このＰＤパルス列の使用サイクルは、針路
変更に比例する。

ＰＤパルス列の反復率は、基準オシレーク４７２の周波
数（ＪＫＨｚ ）に等しい。

フィリップ・フロップ４９２が各ＦｏＬＴＤパルスによ
って設定されているからである。

８Ｍパルスは、フィリップ・フロップ４９２をリセット
し、リセットの時間は、より大きい移相のためのパルス
期間毎に遅れる。

同相の場合のために、８ＭパルスはＦｏＬＴＤパルスと
同相であり、使用サイクルはゼロである。

上述したように小さな移相が制限される前にＦｏ波に導
入されない限０は５Ｍ６ｏパルスはそれより長い使用サ
イクルを、５Ｍ１８ｏはもつと長い使用サイクルを持つ
という具合になっていて、全度数の移相ではフィリップ
・フロップ４９２がリセットされ、ＰＤ出力はリセット
が生じるまで高いり。

Ｃ，レベルにある。

相検出器出力（フィリップ・フロップ４９２のＱ出力）
は、階段発生器４９４に与えられ、これは、ＲＣ積分回
回路９６と演算増幅器４９８とからなる。

階段電圧は、第５Ｃ図に示したように、方向変更、すな
わち針路変更毎に発生する。

パルス列ＰＤのり、Ｃ，すなわち平均値が６分の１度で
段階的に変わる使用サイクルに比例しているからである
。

階段波は、全度数の変更毎に反復する。針路変更が反対
方向（すなわちプラスの６分の１度毎）である場合には
、階段波はもちろん高くなる。

この波は、負方向移行、すなわち図示したように一方向
（たとえば、負）における各方向変更程度を表わすこと
によって反復する。

正の移行は、反対方向の変更度を伴う。

正負変化の検出器５００，５０２は、階段波の正負の変
化に応じて出力パルスを発生する。

変化検出器５００は、閾値振幅よりも大きい正パルスに
よってトリガされて全度数変更の際に生じるより大きい
変化のみを識別してそれに応答する単安定マルチバイブ
レークに接続した微分回路を包含しうる。

他方の変化検出器５０２は、検出器５００と同様でよい
が、少なくとも閾値の負パルスに応答する。

これら変化検出器５００，５０２からのパルスは、アッ
プ・ダウン・カウンタであるカウンタ４７０のアップ入
力およびダウン入力に接続することによってこのカウン
タを増分するように与えられる。

このカウンタは、最初、実際の船の針路に予め設定しで
ある。

これは、相カウンタ入力に接続したディジタル・ノブ・
スイッチによって行なわれる。

実針路は、ブツシュ・ボタンによって発せられうる、カ
ウンタ４７０へのロード・初期設定指令によって入力さ
れる。

カウンタは、望ましくは、スイッチとの、および方向大
カニニット２０４（第１図）とのインターフェースを容
易にするディジットＢＣＤカウンクである。

カウンタが３５９度以上または０度以下に増加したとき
、カウンタは、３５９および９９９のカウントの際にリ
セットパルスを発生することによって、３５９度または
０度の通過を検出する比較器５０４により、３５９度の
場合には０度に９９９度の場合には３５９度に設定され
ている。

したがって、カウンタを１０船のジャイロコンパスと一
致するように初期設定すると（これはジャイロコンパス
を始動するか、あるいは追跡装置２００を始動したとき
はいつでも行なわなければならない）、ジャイロコンパ
ス・コンバータは、カウンタのカウントを確実に実際の
針路と一致させることになる。

複雑な軸式エンコーダをなんら必要とせず、船のりピー
ク出力のみが実針路をディジタル形態で与えるのである
。

ジャイロコンパス・コンバータは、方位トリム電圧をも
発生する。

この電圧（階段の振幅で箱）は、６分の１度の方向）こ
比例し、方位サーボユニット２０２（第１図）の方位ポ
テンショメータ１４０の電圧と合計されうる。

これは、６分の１度の追跡分解能を与え、針路変更に対
するサーボ応答をなめらかにする。

第７図を参照すれば、自動式位置更新ユニット、すなわ
ちステップ・トラック・ユニット２１０として用いるに
適したシステムが示しである。

このユニットは、受信した信号強さＲｓに従って方位、
仰角ステップ指令を発生する。

信号の強さが短時間で変化（船の横揺れなどにより）す
るので、受信信号を積分して長時間平均匝を出し、これ
を用いて方位、仰角ステップ指令を発生させる必要があ
る。

積分期間は、比較的長い時間であると望ましい。

この期間を変えて操作状態に合わせることもできる。

積分期間またはサンプリング期間後、ステップ指令を導
き出してそれに応じてアンテナを指向するために成る時
間、たとえば１０秒間、が与えられる。

方位と仰角で交互にアンテナを動かすことが望ましい。

これは、方位、仰角におけるアンテナの独立した方向付
けを許し、受信信号の強さを最大にするのに必要な方位
、仰角における変化に対してアンテナを両方向に動かす
のを可能とする。

受信した信号の強さに相当する信号は、それに相当する
反復率のパルス列を発生する電圧制御式オシレータ（Ｖ
ＣＯ）６００に与えられる。

このパルス列は、プリスケーリング・カウンタ６０２に
与えられる。

これらのカウンタは、プログラム・カウンタであって、
ステップ速度選定スイッチ６０４によって設定されて異
なったステップ速度、たとえば１時間当り１ステツプ乃
至１０分間毎に１ステツプに相当する異なった比率で１
０分間隔に分割する。

プリスケールした■ＣＯ出力パルス（カウンタ６０２か
らの）は、累算器６０６として作用する１２ビツト・カ
ウンタで計数される。

ステップ期間にわたって累算器に記憶されたカウントは
、この期間にわたる信号強さの積分値に比例する。

プリスケーリング・カウンタ６０２は、累算器６０６が
あふれないようにしている。

サンプリング期間は、累算器６０６のリセットをなす始
動パルス（ＳＴＲＴ）を提供するタイミング・チェーン
によって選定される。

このタイミング・チェーンは、高周波クロック・オシレ
ータ６０８によって作動する。

このオシレータは、高周波（たとえば、２５ＫＨｚ）の
パルス列をタイミング発生器６１０に与える。

このタイミング発生器６１０は、一連のフィリップ・フ
ロップから成り、同じ反復率（たとえば、６２．５ Ｋ
Ｈｚ ）ではあるが、逐次位相関係にあるクロック・パ
ルスＣＬＫ、乃至ＣＬＫ４を発生するゲートを制御する
。

タイミング発生器６１０は、クロック・オシレータ・パ
ルスを周波数に分割し、それを、■ＣＯ出力パルスをプ
リスケールするのに用いるカウンタ６０２に一致させな
がらプリスケーリング・カウンタ６１２に与えるための
カウンタを包含してもよい。

タイミング・チェーンのプリスケーリング・カウンタ６
１２からの出力パルスは、積分期間の終り、すなわち完
１時に生じ、ＩＮＴＦＮとして識別される。

このＩＮＴＦＮパルスによって付勢され、クロック・パ
ルスの１つによってトリガをかけられる遅延回路６１４
が、ＩＮＴＦＮパルス後短時間５ＴＲＴパルスを発生す
る。

それ故、累算器６０６が再設定され、スイッチ６０４に
よって選定されたステップ速度に相当する積分期間が定
められる。

すなわち、５ＴＲＴで始まり、ＩＮＴＦＮパルスで終る
のである。

タイミング・チェーンが、サンプリング期間のために付
勢されるゲートとして同様に作用し、ゲートの付勢期間
中■ＣＯパルスを累算器６０６に入力させることはわか
るであろう。

タイミング・チェーンは、各積分期間の終りに（すなわ
ち、各ＩＮＴＦＮパルスの発生時に）成るシーケンスの
タイミング・パルスを発生して方位仰角ステップ指令を
導き出させるタイミング：パルス発生器も有する。

これらのパルスの最初のものは、累算器の内容が入れら
れるシフト・レジスタ６１８の並列シフト（Ｐ／ｓ）入
力に与えられる。

次に、一連のパルスＳＦがタイミング・パルス発生器６
１６によって発生する。

これらのパルスＳＦは、１６個（シフト・レジスタが１
６ビツト容量）であり、４ビツトの２進カウンクを用い
て得ることができる。

このカウンタは、タイミング発生器６１０からのクロッ
ク・パルスを１つずつ計数し、これらのパルスが１６個
になったときに、パルスがシフト・レジスタ６１８およ
び同様のシフト・レジスタ６２０のクロック入力に与え
られるのを阻止する。

シフト・レジスタ６１８の出力Ｑがシフト・レジスタ６
２０の直列人力りに接続しであるので、シフト・レジス
タ６１８のデータは、シフト・レジスタ６２０に移され
る。

ステップ指令を導き出すための各計算サイクルの始めで
、シフト・レジスタ６２０に、先行段階の積分した信号
強さＲｓに相当するディジタル語が記憶され、Ｐ／ｓパ
ルスが与えられたときにシフト・レジスタ６１８が現段
階の積分された信号強さＲｓに相当するディジタル語を
記憶することになる。

ＳＦパルスは、同時に、直列比較論理回路６２２に送ら
れる。

各計算サイクル中、シフトレジスタ６２０に記憶されて
いる古いディジタル語が、ビット毎に最下位のビットか
ら始めて、シフト・レジスタ６１８に記憶された新しい
ディジタル語のビットと比較される。

１６個のビットの終りで、直列比較論理回路６２２の出
力が、成るレベルとなり、これは、レジスタ６１８から
の現ディジタル語がレジスタ６２０からの先ディジタル
語よりも高い数である場合高くなっている。

仰角、方位ステップ指令を交互に導き出してアンテナを
仰角、方位、仰角というように交互にステップ運動させ
るべく、切換用論理積ゲート６２４が設けである。

タイミング・パルス発生器６１６は、ＳＦパルスの最後
のものが出た後（すなわち、比較サイクルが完了した後
）すぐに２つのレベルＡＺＬ、ＥＬＬを発生する。

これら２つのレベルＡＺＬ、ＥＬＬは、ＳＦクロック・
パルスのチェーン毎に交互に高いＡＺＬレベル、次に高
いＥＬＬレベルという具合に与えるトリガ可能なフィリ
ップ・フロップ論理装置によっても与えることができる
。

ＡＺＬレベルが生じたとき、切換用論理積ゲート６２４
のゲートが付勢されて方位ステップ・パルス（ＡＺＳＴ
Ｐ）を与える。

逆にＥＬＬレベルが高い場合には、論理積ゲート６２４
のゲートが条件付けられて仰角ステップ・パルス（ＥＬ
ＳＴＰ） を通過させる。

これらのゲートは、タイミング発生器６１０からのクロ
ック・パルスを通過させる。

切換用論理積ゲート６２４は、直列比較論理回路６２２
の出力を方位指令フィリップ・フロップ６２６が、ある
いは仰角指令フィリップ・フロップ６２８に接続する。

ＪＫフィリップ・フロップをフィリップ・フロップ６２
６．６２８として用いてもよい。

これらのフィリップ・フロップは、先の段階でアンテナ
を方位、仰角でステップ運動させた方向を記憶する。

現段階で信号の強さが増した場合（シフト・レジスタ６
１８の内容がシフト・レジスタ６２０の内容よりも高い
場合）には、フィリップ・フロップの状態は変化しない
。

逆に信号の強さが減った場合には、フィリップ・フロッ
プは状態を変える。

ステップ運動中に付勢状態にあるフィリップ・フロップ
のみが、すなわち、方位フィリップ・フロップ６２６か
仰角フィリップ・フロップ６２８のいずれかが、Ｊ、に
入力に接続された直列比較論理回路６２２の出力レベル
を有する。

したがって、これらのフィリップ・フロップは、先段階
でアンテナを方位または仰角においてステップ運動させ
た方向を記憶する。

方位フィリップ・フロップ６２６は、Ｑ、Ｑ出力のとこ
ろで、方位ステップ運動の方向（時針方向か反時針方向
か）を示すレベルを与える。

これらのレベルは、第７図でＡＺＣＷ指◆およびＡＺＣ
ＣＷ指◆として示しである。

それに対応して、仰角フィリップ・フロップ６２８のＱ
、Ｑ出力は、先行ステップ運動でアンテナを仰角で上下
いずれかにステップ運動させた方向を示すＥＬＵＰ、Ｅ
ＬＤＷＮ指◆を与える。

ＡＺＳＴＰ、ＥＬＳＴＰパルスをＡＺＣＷＣＭＤ 。

ＡＺＣｃｗＣＭＤ、ＥＬＵＰ、ＥＬＤＷＮレベルと共に
用いてステップ運動指令を発生させる。

仰角指令およびステップ・パルスは、ゲート６３０、カ
ウンタ６３２．６３４および差動増幅器兼積分回路６３
６から成る高分解能ディジタルコンバータによって、仰
角ステップ指４＞（アナログ信号）に変換される。

ゲート６３０は、通常、タイミング発生器６１０から導
き出されたクロック・パルスを２つのカウンタ６３２．
６３４に同時に通す。

したがって、カウンタ６３２．６３４が同時に計数を行
なうことになり、それらの出力も、同時に、差動増幅器
６３６の入力に与えられる。

差動増幅器の出力はゼロとなり、仰角ステップ指令は発
しない。

しかしながら、ＥＬＤＷＮレベルがゲート６３０に加わ
ると、このゲートが駆動されてＥＬＳＴＰパルスを通し
、ＣＬＫ２パルスがカウンタの一方６３２に加わるのを
阻止する。

他方のカウンタ６３４は、完全なＣＬＫ２クロック・パ
ルスの率で作動する。

カウンタ６３２で計数したパルス数は、同時間における
カウンタ６３４のものよりも少なくなる。

したがって、カウンタ６３２によって生じたパルス列は
、カウンタ６３４のパルス列に対して確実に遅延するこ
とになる。

すなわち、移相したことになる。この遅延は、差動増幅
器６３６が検出し、これらのパルスが重なり合わない場
合には、カウンタ６３２゜６３４からの出力パルスの前
縁から前縁までの間隔で出力パルスを通す。

差動増幅器の出力パルスの極性は、相対的な移相（すな
わちカウンタ６３２のパルスがカウンタ６３４のパルス
から先行するか遅れるかのいずれか）の関数である。

これらのパルスは、積分されてアナログ電圧を発生させ
、これが、仰角ステップ指令として仰角サーボ制御ユニ
ットに与えられる。

同様の配置カウンタ６３８，６４０が、方位ステップ指
令を発するのに用いられる。

方位ステップ指令は、方向大カニニット２０４（第１図
）のジャイロコンパス・コンバータの方位データとディ
ジタル的に組合わされるので、ディジタル語、特に方位
ステップ運動と同数のパルス・シーケンスからなる語の
形態で与えられる。

これらのパルスは、第７図に、ＡＺＣＮＴ、すなわち方
位カウント・パルスとして示しである。

方位ステップ運動の大きさを選定して各ステップ運動で
の方向訂正をアンナナのビーム幅および所望の指向精度
に基いた最適の大きさに対して行なうことが望ましいか
も知れない。

たとえば、１ステツプ運動毎に２分の１度の最大ステッ
プサイズが望ましいであろう。

この目的で、プリセット除算器６４２が設けてあり、こ
れの入力部に、方位ステップ・サイズ選定スイッチ６４
４によってレベルが加えられるにのプリセット除算器６
４２は、所定数のパルス、たとえば１乃至１６パルスを
計数する。

これらのパルスは、除算器６４２が出力パルスを発する
前にクロック入力部に加えなければならない。

タイミング発生器６１０のクロック出力（ＣＬＫ２）の
１つは、除算器６４２のクロック・入力部に接続しであ
る。

方位ステップ・パルス・ラインが、除算器のプリセット
付勢入力部に接続しである。

したがって、方位ステップ・パルス毎に、スイッチ６４
４の設定に従って１乃至１６のクロック・パルスとして
出力パルスが除算器６４２から発生することになる。

各サイクル後、プリセット除算器が禁止される。

すなわち、出力パルスがその禁止ＩＮＨ入カ部に与えら
れる。

このようにして、選定した数だけのパルスが方位ステッ
プ・パルス毎に発生する。

これらのパルスは、方位指◆ＡＺＣＣＷＣＭＤ 。

ＡＺＣＷＣＭＤ と共にゲート６４６，６４８に与えら
れる。

これらのゲ゛−トの出力は、カウンタ６３８゜６４０の
クロック付勢入力部に与えられる。

ＡＺＣＣＷＣＭＤ が存在するときには、ゲート６４６
は、プリセット除算器のパルスをこのクロック付勢入力
部に通過させて、カウンタ６３８のクロック入力部に与
えられる、タイミング発生器６１０からのクロック・パ
ルスを禁止するように作用する。

カウンタ６３８は、クロック付勢パルスがクロック・パ
ルスを無効にするＣＭＯ８集積回路（４５２０型）テモ
ヨイ。

ｃｃｃｗｃＭＤが存在しているときには、カウンタ６３
８で計数したパルスの数は、カウンタ６４０で計数した
パルスよりも少ない。

逆にＣＷＣＭＤレベルが存在するときには、カウンタ６
４０は、カウンタ６３８より少なくパルスを計数するこ
とになる。

カウンタ６３８．６４０が成るカウントに達すると、デ
コーディング・ゲーｈ６５０．６５２が出力パルスを発
する。

カウンタ６３８．６４０は、それらが最大上位カウント
に達すると再始動する。

したがって、デコーディング・ゲート６５０．６５２は
、比較的遅れた（すなわち、相関係にある）パルス列を
発生する。

遅延すなわち相関係は、プリセット除算器６４２が出力
およびＣＣＷＣＭＤまたはＣＷＣＭＤのレベルのいずれ
が存在するかということに条件付けられるパルスの数に
依存する。

これらのパルスは、相検出用論理回路６５４に与えられ
る。

この相検出用論理回路は、Ｄ型フィリップフロップから
成るチェーンを計数するフィリップフロップ式のもので
よい。

各チェーンの最終フィリップ・フロップは相互に接続し
てあって、デコーディング・ゲート６５０，６５２から
のパルスが同相のときには、両フィ、リップ・フロップ
が同じ状態になる。

フィリップ・フロップが同じ状態でない期間は、デコー
ディング・ゲート６５０゜６５２からのパルス列間り移
相、すなわち遅延程度に比例する。

ゲート６５６は、これらのフィリップ・フロップの少な
くとも１つが設定されたときに付勢され、それによって
方位ステップ指令の必要性を示す。

ゲート６５６が付勢されたときに通過するタイミング発
生器６１０のクロック・パルスによってＡＺＣＮＴパル
スが発生する。

しかしながら、ゲート６５６は、方向大カニニットが遅
延回路６５８にＦＮ１パルスを与えたときのみ付勢され
る。

このＦＮ１パルスは、第６図に関連して後述するように
、所望の方位角が、方位指令データとジャイロコンパス
・コンバータからの方位データとの相対位置によって計
算されたときに発生する。

ゲート６５６を付勢する遅延回路出力パルスは、所望の
最大方位ステップ運動に相当する数の方位カウント・パ
ルスをゲート６５３に通過させるに充分な時間のもので
ある。

遅延回路は、ＡＺＣＮＴパルスが出力されたことを計数
するＦＮ２パルスを発生する。

遅延回路６５８からのＦＮ１開始パルスによって別のゲ
ート６６０が付勢される。

このゲート６６０にも相検出用論理回路６５４の出力フ
ィリップ・フロップの出力レベルが与えられる。

このフィリップ・フロップの状態がＣＣＷＣＭＤまたは
ＣＷＣＭＤレベルの一方が存在しかどうかに対応してい
るので、ゲート６６０の出力は、方位ステップ運動の所
望方向、すなわち時針方向または反時針方向のいずれか
に対応する。

ＡＺＤＩＲで示すこのレベルは、ＡＺＣＮＴパルスと共
に方向大カニニット２０４に与えられる。

方向大カニニット２０４は第６図に示しである。

船の実際の針路に相当する方位データ語は、ジャイロコ
ンパス・コンバータ２０８（第３，４図）のカウンタ４
７０から、ロード・パルスがカウンタ６７０の並列付勢
（ＰＥ）入力部に与えられたときに、３デイジツトＢＣ
Ｄアツプカウンク６７０に入力される。

ノブスイッチからの方位指令データは、比較器６７２の
Ｂ入力部Ｂ。

乃至Ｂ１ｏｏに入力される。

カウンタ６７０のディジット記憶ステージは、比較器６
７２のＡ入力部Ａ。

乃至Ａ０゜。に入力される。

比較器６７２のＡ入力に行くカウンタ６７０のステージ
は、比較器６７４のＡ入力部にも行く。

比較器６７４のＢ入力部は、３６０度に相当するＢＣＤ
語を表わすように接近して配線しである。

比較器６７４の比較出力（Ａ＝Ｂ）は、アップカウンタ
６７０のリセット入力部に与えられる。

したがって、カウンタ６７０は、３６０度まで数え上げ
たときにはいつでも、比較器６７４によって０度に自動
的に再設定される。

３６０度を越する方位計算は行なわれない。

タイミング発生器６１０（第７図）からのようなりロッ
ク・パルスは、ＡＮＤゲート６７６を経てアップカウン
タ６７０のクロック入力部に与えられる。

したがって、方位指令データ語がカウンタ６７０のデー
タ語に等しくなるまで成る数のパルス（＋ＣＬＫ）が入
力されてカウンタ６７０を作動させる。

方位角め１度毎に１つの＋−ＣＬＫパルスが出力される
。

アップカウンタ６７０が実際の針路に予設定しであるの
で、これらのクロック・パルス＋ＣＬＫの数は、方位指
令方向と実際の船の針路との差（すなわち、アンテナが
方位指令データによって指定された方向に向くようにし
なければならない相対方向）に等しい。

ΦＣＬＫパルスは、ＯＲゲート６８０によって１２ビツ
ト２進アツプ／ダウン・カウンタ６７８のクロック入力
部に与えられる。

カウンタ６７８は、相対方向レジスタとして作用する。

相対方向が導き出されたときの計算サイクルは、ロード
・パルスによって始められる。

このサイクルは、たとえば、２０ミリセ力ンド間隔でく
り返す。

ロード・パルスは、カウンタ６７８のプリセット付勢入
力部にも与えられて、オフセット２進コードにおいて０
度の角度を表わす数をカウンタに入力するように作用す
る。

０度、Ｐ１□−Ｐｏを表わす１２ビツト数は、００１０
００００００００である。

カウンタが桁上げしているとき、第３の最高位のディジ
ットＰＩＯが１−ビットとして残り、他のビットは２進
コードに従って増加する。

カウンタが桁下げしているときには、ＰＩＯはゼロとな
り、他のビットが２進１ビツトとなる。

したがって、カウンタの桁上げ、桁下げによって、反対
方向の方向変更が直接表わされる。

ＰＩＯは、１である場合、相対方向が正の時針方向であ
ることを示し、一方Ｏである場合には、相対方向が負の
反時針方向であることを示す。

オフセット２進コードを用いることにより、第１，２図
に関連して上述したように、＋２７０度と一２７０度の
間でのアンテナの方位方向回転を制限するようにこのシ
ステムで用いる限界チェックを簡略できる。

限界チェックは、２進比較器６８２によって行なわれる
。

これは、カウンタ６７８のステージに記憶した数をＡ入
力部Ａ。

−Ａ０２のところで受ける。

この比較器のＢ入力部Ｂ。−Ｂ１２は、コード発生用論
理回路６８４に接続しである。

Ｂ語は、＋２７０度または一２７０度のいずれかに相当
する数を表わす。

どの数が発生するかは、カウンタ６７８に記憶した相対
方向が正の数であるか負の数であるかによる。

正の数である場合、限界チェックは、＋２７０度で行な
われ、比較器６８２に入力されたディジクル数Ｂ。

乃至Ｂ１２は＋２７０度に相当する。

逆に、カウンタ６７８に記憶された数が負の場合には、
限界チェックは、−２７０度で行なわれ、Ｂｏ−Ｂ１□
数が−２７０に相当する。

比較器６８２は、２つの出力、すなわち、カウンタ６７
８の数が２７０度よりも大きいときに一方を、カウンタ
６７８の数が一２７０度よりも小さいときには他方をと
いう具合に２つの出力を発生する。

これらの出力の１つは、限界を越えたときのレベルとし
て発生する。

ステップ・トラック・ユニット２１０は、追跡システム
で用いる場合には、方位ステップ運動毎に方位カウント
・パルスＡＺＣＮＴを発生スル。

これらのパルスは、ＯＲゲート６８０によってカウンタ
６７８にも与えられる。

相対飲屋が方位指令データとジャイロコンパス・コンバ
ータ・データとから決定された後にのみパルスが与えら
れるように、Ａ、Ｂの数が等しいときの比較器６７２か
らの出力レベルは、相対位置計算が完了したことを示す
ＦＮ１信号として用いられる。

第７図に関連して上述したように、ステップ・トラック
・ユニットからのＦＮｌとＦＮ２の信号の間にＡＺＣＮ
Ｔパルスが与えられる。

ステップ・トラック・ユニットは、ステップ運動が時針
方向なのか反時針方向なのか、あるいは無いのかどうか
を示すＡＺＤＲＬレベルを発生する。

各計算の出発時に、ロード・パルスがフィリップフロッ
プ６８６を設定し、これはカウンタ６７８のアップ／ダ
ウン入力部にレベルＵＤを与える。

フィリップ・フロップ６８６が設定されると、Ｕｌ）レ
ベルが２進の「１」を表示し、カウンタ６７８を桁上げ
状態にする。

方位方向が時針方向の場合、ＯＲゲート６８８によって
フィリップ・フロップ６８６のリセット入方部に加わる
ＡＺＤＩＲレベルは低い。

よって、フィリップ・フロップ６８６は再設定されず、
ＡＺｃＮＴパルスがカウンタ６７８を桁上げさせるのが
可能となる。

便に、ＡＺＤＩＲが高いときには、反時針方向の方位ス
テップ運動が指令される。

よって、フィリップ・フロップ６８６が再設定され、Ａ
ＺｃＮＴパルスは、カウンタ６７８に予設定された数を
桁下の方向に計数するように１′Ｌ用する。

これは、反時針方向の方位ステップ運動を表わす。

ステップトラック・サイクルの後、ＦＮ２レベルが、リ
セット論理回路６９０（ワン・ショットを包含しうる）
に与えられ、ＯＲゲート６８８に与えられたリセット・
パルスを発生する。

よって、フィリップ・フロップ６８６は、ロンド・パル
スで開始する次の計算サイクルまでリセット状態になる
。

カウンタ６７８は、桁下げの状態にされる。

リセット論理回路６９０からのリセット・パルスはカウ
ンタ６９２もリセットの状態にする。

このカウンタ６９２は、ＯＲゲート６８０によってカウ
ンタ６７８のクロック入力部に３６０ＰＰラインで３６
０のパルスを入れて、カウンタに桁下げを行なわせ上限
＋２７０度に達したときにケーブルをくり込む（アンテ
ナを反時針方向に回転させる）論理回路の一郵である。

カウンタ６９２は、タイミング発生器６１０（第７図）
からのＣＬＫ１パルスを計数する。

これらのクロック・パルスは、比較器６７２の出力（Ｆ
Ｎｌ レベル）がカウンタ６９２の付勢入力部に与えら
れているという理由によって、相対位置決めが完了した
後にのみカウンタに桁上げを行なわせる。

したがって、ステップトラック・ユニットがそのサイク
ルを完了し、ＡＺＣＮＴパルスがカウンタに与えられた
後にのみ、アップ・カウントサイクルが開始する。

これにより、方位ステップ運動が完了した後まで限界チ
ェックが行なわれない。

カウンタ６９２の出力は、カウントが３６０に達したと
きにカウンタ数を復号するゲート６９４に与えられる。

換言すれば、ゲート６９４は、０から３６０までの計数
サイクル中、すなわち、３６０の入力クロック・パルス
にわたって、低出力レベルをカウンタ６９２に与える。

３６０のパルスが計数された後、ゲート６９４の出力レ
ベルが高くなる。

このレベルは、インバータ６９８によってゲート６９６
に与えられ、ちょうど３６０個（これより多くはない）
のｃＬＫ２パルスが３６６ＰＰラインでＯＲゲート６８
０に伝わってカウンタ６７８に桁下げを行なわせるのを
可能にする。

このカウンタがリセット論理回路６９０からのパルスに
よって桁下げ状態にされていることを思い出されたい。

しかしながら、この桁下げは、カウンタ６７８の数が２
７０度の時針方向限界よりも大きいことを示す出力を比
較器６８２が発した場合にのみ生じる。

比較器６８２の出力よりも太きかったり（Ａ＞Ｂ）、小
さかったり（Ａ＜Ｂ）の場合にフィリップ・フロップ７
００に与えられる。

カウンタの数Ａが２７０度よりも大きい場合、フィリッ
プ・フロップ７００は設定される。

カウンタ数が一２７０度よりも小さい場合、フィリップ
・フロップ７００は再設定される。

このフィリップ・フロップ７００は、ＯＲゲート７０２
によってロード・パルスによっても再設定される。

したがって、上限すなわち時針方向限界を越えないかぎ
り、ゲート６９６は禁止されていて３６０のパルスが与
えられず、カウンタを桁下げ作動させない。

さらに、反時針方向限界に達した場合には、フィリップ
・フロップ７００が同様に再設定されて３６０個のパル
スが与えられてカウンタ６７８の桁下げ作動をさせるの
を禁止する。

カウンタ６７８が通常桁下げし、３６０ＰＰパルスある
いはステップトラックからのＡＺＣＮＴパルスによって
のみ桁下げするようになっているので、方筐指◆が方位
ディジタル・アナログ・コンバータに与えられ、次に方
位サーボに与えられたとき、アンテナは、そのプラスあ
るいはマイナス２７０度の作動範囲に留まる。

デコード・ゲート６９４は、計算サイクル毎に一度低高
レベル間の遷移を与える。

このレベルは、並列エントリ・レベルとして、バッファ
・レジスタ７０４のＰ／Ｓ入力に与えられる。

よって、カウンタ６７８に記憶された数は、計算サイク
ル毎にレジスタに転送される。

よって、レジスタ７０４は、計算サイクル中、短時間の
変動からディジタル・アナログ・コンバータ２０６を保
護する。

その結果、各計算サイクル中の最終計算のみが方位指令
を与えるのに利用される。

ステップトラック・ユニット２１０が作動すると、ステ
ップ運動あたり最大１８０個のＡＺＣＮＴパルスを発生
する。

したがって、ＡＺＣＮＴパルスは、ΦＣＬＫパルスなし
に単独では、カウンタ６７８のカウントに限界を越させ
ることができない。

したがって、ステップトラック動作と限界チェック動作
は相互依存している。

今、負限界、２７０度に達したと考える。

３６０ＰＰパルスはこのとさ与えられないが、ジャイロ
コンパス・コンバータのデータと方位指令データの間に
相違があって、これが次の計算サイクルで認識されて＃
ＣＬＫパルスのシーケンスに翻訳されることは明らかで
あろう。

アップ／ダウン・カウンタが次のサイクルで桁上げ計数
を行うように条件付けられているので、このカウンタに
入力された数は、常に、プラス、マイナス２７０変成度
間の所望の方向が得られるまで、アンテナを時針方向に
回転させる方位指令を与えるようになる。

したがって、方向大カニニットは、すべてのデータ源（
すなわち、ジャイロコンパス・コンバータ、ノブスイッ
チ、ステップトラック・ユニット）からのデータに応答
して方位指令を与え、アンテナを人工衛星の方向に向け
させ続ける。

第８図を参照すれば、縦揺れ・横揺れサーボ制御ユニッ
ト２１４（第３図）の一部である縦揺れサーボ制御シス
テム２２４が示しである。

この縦揺れシステムは、縦揺れ角速度センサ１５６およ
び縦揺れ位置センサ１６０から入力を受け、横揺れシス
テムは、その入力部が横揺れ角速度センサ１５８および
横揺れ位置センサに接続しである。

これらのセンサの機械的配置は第２図に示しである。

縦揺れシステムは縦揺れモータ１４２を作動させ、横揺
れシステムは横揺れモータ１５０を作動させる。

あるいは、縦揺れ、横揺れシステムは同様のものでよい
。

縦揺れ、横揺れの角速度センサも同様のものであり、好
ましくは、縦揺れ速度センサのための流路（流体ジェッ
トの中心線）が横揺れ軸線に平行であり、横揺れ速度セ
ンサの流路（流体ジェットの中心線）が９０度変位して
いて縦揺れ軸線に平行となっている流体装置である。

これらの角速度センサを更に詳しく説明する情報を欲し
ければ、米国特許第３，５００，６９１号を参照された
い。

位置センサ１６０も流体装置である。

第８図に示す縦揺れ位置センサ１６０は、横揺れ位置セ
ンサと同様である。

ただし、流路は、速度センサと同様、すなわち、縦揺れ
位置センサの流路が横揺れ軸線と平行であり、横揺れ位
置センサの流路が縦揺れセンサ流路から９０度変位して
縦揺れ軸線に平行となっている。

位置センサは、円環体状（ドーナツツ形）構造２２６で
あって、絶縁液２２８、たとえばエチレン・グリコ−が
部分的に入っている。

したがって、流路は、円環体構造２２６の軸線に直角で
ある。

中心、すなわち軸線方向の電極２３０が、液体２２８と
接触させて設けてあり、一対の外側電極２３２．２３４
が、液体と接触しており、円環体構造２２６の外側に対
称的に互に隔たっている。

中心電極２３０と外側電極２３２．２３４は、液体２２
８の位置の関数であるキャンパシタンスを有する一対の
可変コンデンサ（鎖線で示す）を構成している。

換言すれば、センサ１６０は、水平位置からの縦揺れ軸
線のかたよりに比例する位置誤差電圧を発生させるのに
用いる容量差を与える。

このようにして、位置センサ１６０は、ソリッドステー
ト装置として、垂直線からの偏倚に相当する出力を発す
る。

それにより、望ましくない位置成分、たとえばこれらセ
ンサ（角速度センサ１５６および位置センサ１６０の両
方）が甲板上方１５フイ一ト以上にもなるマスト頂上に
アンテナ構造と共に設置しであるので大きなものとなる
振動とか求心方向、接線方向加速度とかに敏感なジャイ
ロスコープ装置などの回転機械の必要性をなくした。

位置センサ１６０は、安定台３６の所望の定水平位置を
表わす出力を発し、角速度センサは、位置センサによっ
て決定された水平位置に台を保つための出力を発生する
。

したがって、アンテナ構造が水平位置から外れていたり
、あるいは静止していたりした場合（たとえば、システ
ムのスイッチが入れられて電流が初めて流れ、航海中に
生じる揺動もなく速度センサ出力もまったくない場合）
には、位置センサ出力は、アンテナが水平になるまでア
ンテナ構造を直立させることになる。

その後、アンテナ構造が揺れを受けると、速度センサ出
力がアンテナを安定位置に保たせる。

このとき、ジャイロスコープその他の回転機械とが、レ
ートループ、ブレーキ等を有する複雑なサーボ機構をま
ったく必要としない。

速度センサ１５６からの信号は、増幅器２３６によって
増幅される。

この増幅器は、好ましくは、速度センサ出力信号のいか
なる高周波成分を阻止する低パス・フィルタをその入力
回路に有する。

したがって、電磁式電力線ピックアップ（たとえば、６
０または１２０Ｈｚ）振動による信号成分が速度誤差信
号（合計回路に与えられる）から除かれる。

この合計回路は、積分増幅器２４０の合計接続部２３８
に接続した２つの抵抗器Ｒ１，Ｒ２から成る。

Ｒ１（ここを通して位置誤差信号がこの接続部２３８に
加えられる）の値は、Ｒ２の値よりもずっと大きい（た
とえば３０倍大きい）。

したがって、位置、速度誤差信号を結合することによっ
て生じた複合信号において、速度誤差信号の方が位置誤
差信号よりも大きな影響を有する。

サーボシステムの台の位置（速度）の変化に対する応答
は、水平に対する台の位置（実際の変位に対するよりも
迅速であり、位置センサ出力を最初の基準として用いる
ことが可能である。

正味の効果は、台が船の動いている間安定し続け、船が
振り子の自由端にあるかのようになることである。

位置センサ１６０によって与えられた差動容量性回路は
、外側電極２３２．２３４に１８０度の移相信号を与え
ることによって利用される。

これらの信号は、正弦波電圧（４００Ｈｚが適当）を相
分割器２４４（たとえば、符号反転増幅器）に与えるこ
とによって得られる。

この相分割器は、同相（１）電圧および移相０電圧を電
極２３２，２３４に与える。

液体２２８が水平であれば、外側電極２３２．２３４と
中心電極２３０の間のキャパシタンスは等しくて出力を
ゼロにする。

一方、液体２２８が円環体構造２２６に対して時針方向
に動くと、中心電極２３０と外側電極２３２の間のキャ
パシタンスは、中心電極２３０と他方の外側電極２３４
の間のキャパシタンスよりも大きくなる。

よって、移相（ハ）電圧は、同相（ハ）電圧よりも大き
くなる。

逆に、反時針方向への液体の相対移動は、同相（剖電圧
を大きくすることになる。

相分割器の入力部での同相電圧に対する中心電極２３０
の電圧の相関係およびこれの電圧の相対的な大きさは、
水平位置からの縦揺れ軸線の位置変化の方向および量に
相当する。

Ｄ、Ｃ，位置誤差信号が中心電極２３０の電圧を整合復
調または同期復調することによって与えられる。

この電圧は増幅器２４６で増幅され、基準電圧（相分割
器２４４への同相電圧）として復調器２４８に与えられ
る。

この復調器２４８は、基準電圧を切換制御電圧として与
える集積回路の形態のソリッドステートアナログスイッ
チであつてもよい。

このようにして、復調器２４８は、センサ出力電圧を抽
出する。

これらのサンプルは、積分増幅器の一部でありうる低パ
ス・フィルタ２５０に与えられる。

増幅器２５２は、高周波成分（たとえば、１０Ｈｚ以上
）に対しての最大フィードバックを有しかつ低周波成分
に対して比較的高いゲインを与える演算増幅器であると
適当である。

合計接続部２３８の抵抗器Ｒ１に与えられる位置誤差信
号の振幅は、水平、すなわち質性基準位置からの縦揺れ
軸線の位置変化に比例する。

ノツチ・フィルタ回路２５４が同調されてアンテナ構造
が機械的に共振する周波数の信号を拒絶する。

フィルタの出力（増幅してもよい）は、モータ駆動ユニ
ット２５６に与えられる制御電圧Ｖｃであり、ここでこ
の制御電圧は、その振幅に比例する周波数でかつその極
性に相当する極性の２相（すなわち、方形関係）正弦波
電圧Ｖ。

Ｃ０３ｗｔ ＋Ｖｏｓｌｎｗｔに変換される。

これらの電圧は、縦揺れモータ１４２として作用する２
相ステツプモークの巻線に与えられる。

このステップ・モータ１４２は、正弦波電圧によって駆
動されることにより、増分ステップ動作をするように設
計しであるにもかかわらず、なめらかな連続運動をなす
。

ステップ・モータ１４２（追跡ミステム２０で用いる他
のモータの代表である）は、市販されている形式の２０
０磁極式ステップ・モータであると適当である。

このステップ・モータは、磁極に交互に巻き付けた２つ
の磁界巻線２５８．２６０を有する。

ロータ２６２は、多極永久磁石の組立体である。

スリップ・リングあるいは整流子は必要ない。

したがって；特に、スリップ・リングや整流子の電気火
花による火災の危険がある航行船では有利である。

ステップ・モータのステップ運動（増分運動）は、モー
タによって駆動される負荷の関数である不定期動作を生
じる。

この負荷は通常、次のステップ運動が開始する前に運動
を止めさせなければならない各ステップ運動の終りの時
間を縮めるように制限されなければならない。

この不定期動作は、本発明によれば除かれて、速さを連
続的に変えうるなめらかな連続運動が、ステップ・モー
タの相巻線２５８，５６０に２相（方形関係）の正弦波
電圧を印加することによって得られる。

これらの電圧は、ステップ・モータ用に犬ぎさを制限さ
れ、モータのステーク、ロータのコア材料が飽和しない
ような大きさに選定される。

正弦波巻線によって生じた磁界Ｂｔは、一定となる。

すなわち、である。

磁界の角位置、したがってロータ２６２の位置は、 θ＝ｊａｎ ’ （Ｓｉｎ（ｗｔ）／ＣＯ３（ｗｔ）Ｃ
０３（である。

したがって、モータの速度は、正弦波電圧の周波数Ｗに
等しい。

よって、モータの速度は、２相モーク１駆動電圧の周波
数に比例する。

モータ駆動回路２５６は、これらの電圧を、それらの周
波数が制御電圧Ｖｃに比例するように発生させる。

トルクは、これらの電圧の振幅のピーク値に比例し、ピ
ーク振幅Ｖｏを一定に保つことによって一定のトルクが
得られる。

したがって、モータ１４２は、制御電圧Ｖｃの振幅に比
例する２相電圧の周波数に比例するなめらかな回転速度
を有する。

ステータの回転方向（すなわち、モータ軸の回転方向）
は、基準電圧に対する制御電圧Ｖｃの極性に相当する。

この基準電圧は０ボルトでもよい。したがって、制御電
圧Ｖｃが正のとき、軸はある方向（たとえば、時針方向
）へ回転し、負のときには、反対方向（反時針方向）へ
回転する。

軸方向を逆転させるために、正弦波電圧の周波数として
負周波数−Ｗが用いられる。

これは、以下に示す支配三角法関係から明らかとなるよ
うなＶ。

Ｓｉｎ Ｗ ｉ駆動電圧の極性を逆転させるだけでよい
。

Ｖ＝Ｖ ｏｃｏｓ（−ｗｔ ） ＝Ｖ ｏｃｏｓ（ｗｌ
）Ｖ −Ｖ ｏｓｌｎ（−ｗｔ ） −−Ｖ ｏｓｌ
ｎ（ｗｔ ）モータ駆動ユニット２５６は、本発明によ
れば、第９または１０図に示すシステムでよい。

第１０図のシステムは、温度に対する安定性が第９図の
ものよりも改良されているので、こちらの方が好ましい
。

まず、第９図を参照すれば、正弦波電圧源は、基準オシ
レータ２４６であって、駆動電圧の所望最大周波数より
もほぼ２０倍高い周波数を与える。

４００Ｈｚが適当である。

９０度移相器２６６が、オシレータの出力をサイン、コ
サインの（方形）成分に分割して、復調器２６８．２７
０に入力として与える。

これらの復調器は同期復調器２４８（第８図）で用いた
スイツチに類似したソリッドステート・スイッチでもよ
い。

復調器２６８，２７０のための制（財）電圧は、基準オ
シレータ２６４の周波数に等しい中心周波数（４００Ｈ
２）を有する電圧制御式可変周波数オシレータ２７２か
ら得られる。

この周波数は、制ａｔ圧によって変えられる。

整合復調器２６８゜２７０からの出力の周波数は、した
がって、基準オシレータ周波数と電圧制御式オシレータ
周波数の差に比例する。

復調器２６８，２７０への入力電圧が方形であるから、
それらの出力は、低パス・フィルタ２７４，２７６で濾
波した後も、方形関係のモータ駆動電圧ＶｏＳ１ｎ（ｗ
ｔ ）、 ＶｏＣＯ３（ｗｔ ）である。

これらの１駆動電圧は、第１０図に示すシステムによっ
てディジタル式に得られる。

基準オシレータ２７８が設けてあって、これは、２進関
係周波数（１０２４あるいは４．０９６０Ｈ２まで倍増
される４００Ｈｚが適当である）を有する高周波数オシ
レータでもよい。

２つの出力Ａ、Ｂ（その波形を第１１図に示す）が、オ
シレータ２７８から得られる。

これらの出力は、半期だけの時間のずれた２５パーセン
ト使用フアクタを持ったパルス列である。

これら遅延した出力は、単安定マルチバイブレークのよ
うな適当な遅延回路で得られる。

これらの出力の１つ、Ａは、ディバイド・パイ・１０２
４カウンタ（ｄ ｉｖ １ｄｅ−ｂｙ−１０２４’ｃｏ
ｕｎｔｅｒ）２８０によって４００Ｈｚまで周波数をも
どされる。

そうして生じた４００Ｈｚ方形、枝は、４００Ｈｚフイ
ルタ２８２に与えられて４００ Ｈｚ正弦波となる。

このフィルタ２８２は、４００ Ｈｚ （ＤＨ大インピ
ーダンスを与えるフィードバシク・ネットワークを有す
る演算増幅器でよい。

４００ Ｈｚ正弦波は、移相器２８４で９０度だけ移相
させられて４００Ｈｚの同相方形相信号となる。

これらの正弦波信号は、整合復調器２８６，２８８への
基準人力として用いらたる。

これらの整合復調器は、復調器２４８（第８図）で用い
た形式のソリッドステート・スイッチである。

制御信号Ｖｃは讐２方向電圧制御式オシレータ２９０に
与えられる。

このオシレータは第１２図に詳しく示しである。

これは第１１図に示すような２つの出力Ｃ，Ｄを与える
。

これらの出力は、制御電圧Ｖｃの振幅に比例する反幅率
を有するパルスである。

オシレータからの出力Ｃは、入力電圧が正であるときの
み生じ、他方の出力りは、制御電圧Ｖｃが負の場合にの
み生じる。

換言すれば、出力Ｃ，Ｄは「包含的論理和」バイアスと
して与えられる。

これらの出力Ｃ，Ｄおよび基準パルス列Ａ、 Ｂは、４
つのフリップ・フロップＦＦ−Ｃｌ ＦＦ−Ｃ２Ｆア Ｆ−ＤＩ 、 ＦＦ−Ｄ２、一対のＡＮＤゲートＡ。

ＢおよびＯＲアゲ−−Ｃから戊る周波数変更論理回路２
９２に与えられる。

この周波数変更論理回路は、基準パルスの反復率を増減
して、匍斜暉圧■ｃが負のときには４０９６０Ｈｚ以上
制御電圧が正のときには４０９６０Ｈｚよりも低い反復
率を有する複合パルス列をＯＲゲートｃの出力部に与え
る。

第１１図に示すように、フリップ・フロップＦＦ−ＣＩ
、 ＦＦ−Ｃ２１ｄ、オシレータ２９ｏのｃ出力によ
って作動させられて基準オシレータ２７８の出力パルス
列Ａからパルスを減じ、電圧制御式オシレータの出力り
は、基準オシレータ２７８の出力パルス列Ｂからその出
力パルス列Ａにパルスを加えてＯＲゲートＣの出力部に
複合パルス列を与えるように作動する。

ディバイド・パイ・１０２４カウンタは、この複合パル
ス列を分割して復調器２８６，２８８の制御入力部に与
えられる制御パルス列を生じさせる。

この制御パルス列は、４００Ｈｚに等しい周波数プラス
、マイナス１０２４によって分割された２方向オシレー
タ２９０の周波数を有する。

カウンタ２９４からの方形出力は、その周波数が４００
Ｈｚ以下の場合、４００Ｈｚに対して確実に負の周波数
であるから、同相、駆動電圧Ｖｏ Ｓｉｎ （ｗｔ）の
極性は、制御電圧Ｖｃが負のとき負となる。

したがって、２相正弦波駆動電圧士Ｖｏｓｉｎ（ｗｔ
） 。

Ｖｏｃｏｓ（ｗｔ）が、整合復調器の出力部で得られる
。

これらの電圧は、なめらかにするために低パスフィルタ
に与えられ、次にステップ・モータ２６２の相巻線２６
０，２５８に与えられる。

２方向電圧制御式オシレータ２９０が、第１２図に示し
てあり、これは、制御電圧ＶＣの与えられる入力演算増
幅器２９６を包含する。

コンデンサ２９８（増幅器２９６とフィーバツク関係に
接続しである）が、フィールド・イフェクト・トランジ
スタ３００によって分路されている。

このトランジスタ３００は、通常、−ｃで示す源からの
バイアス電圧によって禁止されている。

演算増幅器２９６およびコンデンサ２９８は、弛張オシ
レ−タを構成しており、これは、制御電圧Ｖｃの振幅に
比例する反復率および制御電圧Ｖｃの極性に一致する極
性を有する傾斜電圧を発生する。

演算増幅器３０２がインバータ回路となっていて傾斜電
圧波形を増幅して反転させる。

比較器３１０゜３０８によって、正負の傾斜電圧検出器
３０６゜３０４が与えられる。

−Ｔ ｒで示す基準電圧源は、これらの比較器３０８゜
３１０の入力部に直接与えられる。

比較器３０６゜３０８の反転用人力部は、弛張オシレー
タ演算増幅器２９６とインバータ 演算増幅器３０２からの出力を受ける。

傾斜電圧が正になりつつあるとき（負になりつつあるＶ
ｃ）、正の傾斜電圧検出器３０６は、傾斜電圧の振幅が
基準電圧Ｔｒの振幅に達すると、出力を発生する。

一方、傾斜電圧が負に移行しつつある場合には、負の傾
斜電圧検出器３０４は、傾斜電圧振幅が基準振幅Ｔｒに
等しくなると出力を発生する。

したがって、制御電圧Ｖｃが正のとき負傾斜電圧検出器
３０４から＋Ｗで示す出力パルスがＶＣｏ出力出力第１
１図参照）として発生させら札負の周波数を示す出力パ
ルス−Ｗが正の傾斜電圧検出器３０６から発生させられ
る。

後者のパルスは、第１１図ＶＣｏ２９０出力りとして示
しである。

これらの出力パルスは、弛張オシレータを再設定するも
のにも用いられる。

ダイオード３１２゜３１４によってフィールド・イフエ
クト・トランジスタ３００のゲートに与えられ、このゲ
ートを通してコンデンサ２９８が放電する。

コンデンサ２９８は、傾斜電圧が基準電ＥＴｒに相当す
る成る振幅に達して制御電圧ＶＣの振幅に比例した割合
で増大したときに放電するので、オシレーク２９０から
の出力パルスの反復率は、制御電圧の振幅に比例する。

船用人工衛星通信ターミナルおよびその追跡システムの
好ましい実施例を説明してきたが、それらの変更、部分
修正も本発明の範囲にあることは当業者であれば了解で
きよう。

したがって、先の記載は説明のためのものであって限定
の意味はないと考えられたい。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の船用人工衛星追跡システムで用いる
アンテナ構造の斜視図、第２図は、第１図に示すアンテ
ナ構造の一部を構成する安定台およびそれに組合わせた
装置の概略斜視図、第３図は、本発明の追跡システムに
設けた船用人工衛星通信ターミナルのブロック・ダイア
グラム、第４図は、第３図のターミナルのジャイロコン
パス・コンバータを詳しく示す部分ブロック・ダイアグ
ラム、第５Ａ、５Ｂ、５Ｃ図は、第４図のジャイロコン
パス・コンバータの動作を説明するのに用いる一連の波
形を示し、第６図は、第３図に示したターミナルの追跡
システムの方向大カニニットを示すブロック・ダイアグ
ラム、第７図は、第３図に示す追跡システムの自動式位
置更新ユニットを示すブロック・ダイアグラム、第８図
は、第３図の追跡システムの一部を構成する縦揺れサー
ボ制御ユニットおよびそれに組合わせたセンサを概略的
に示すブロック・ダイアグラム、第９図は、第８図のサ
ーボ制御ユニットのモータ駆動ユニットを示すブロック
・ダイアグラム、第１０図は、第８図のモータ１駆動ユ
ニツトの別の実施例のブロック・ダイアグラム、第１１
図は、第１０図のモータ１駆動ユニツトの動作を説明す
るのに用いる一連の波形を示し、第１２図は、第１０図
のモータ駆動ユニットの２方向電圧制御式オシレータの
概略ダイアグラムである。 １０・・・・・・アンテナ構造、１２・・・・・・マス
ト、１８・・・・・・アンテナ組立体、２４・・・・・
・レーダドーム、３６・・・・・・安定台、４２・・・
・・・縦揺れ軸線、４４・・・・・・方位軸線、４６・
・・・・・ターンテーブル、５８・・・・・・仰角軸線
、６４・・・・・・アンテナ、６６・・四反射器、７４
・・・・・・反射器、８４・・・・・・ダイプレクサ、
１１２・・・・・・仰角モータ、１２０・・・・・・ポ
テンショメータ、１４０・・・・・・ポテンショメータ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 衛生通信系の船舶搭載の指向性アンテナを船側ター
   ミナルと通じている送信機を有する人工衛星に向は続け
   るための装置であって、アンテナが仰角および方位にお
   ける衛星位置ならびに船のコンパス方向を表わす別々の
   データ信号に応答するサーボモータ装置によって方位、
   仰角運動を行なうことのできる台上に回転自在に装着し
   てあり、この台そのものも船の横揺れ、縦揺れ軸線のま
   わ０に角運動することができかつ水平位置で安定する装
   置において、動作をより信頼性のあるものにしかつ構造
   を簡略化することを目的として方向入力装置２０４が、
   方位、仰角における衛星位置および船のコンパス方向を
   表わす前記データ信号をそれぞれマルチビット・ディジ
   タル信号として受は取り、それに応じてディジタル方位
   制御信号を発生するようになってお０、さらに、前記方
   向入力装置２０４が比較器６７２および相対方向レジス
   タ６７８を包含し、この相対方向レジスタが前記コンパ
   ス方向を表わすディジタル信号を衛星方位位置を表わす
   ディジタル信号と繰０返し比較してコンパス方向と衛星
   方位位置との方向関係を記憶するようになってお０、こ
   の比較の結果として、前記相対方向レジスタ６７８から
   前記ディジクル方位制御信号を衛星に関する船の方向の
   測定値として発するようにしてあわ、前記相対方向レジ
   スタ６７８が前記比較器６７２で発生した前記ディジタ
   ル方位制御信号を表わすカウントを記憶する二方向性カ
   ウンタを包含し、このカウントがディジタル方位更新信
   号に応じて上下に調節されるようになっており、前記方
   向入力装置２０４が、前記調節され記憶されたカウント
   が一回転方向における所定の限度を越えた、アンテナの
   方位回転度に相当する値に達したときに、出力を装置６
   ８０゜６９６．７００に供給する装置６８２，６８４を
   包含し、前記装置６８０，６９６，７００が、この出力
   に応じて、前記回転方向と逆の、アンテナ回転方向にお
   いて３６０°の方向に相当する数だけ、前記調節され記
   憶されたカウントをオフセットする方向において前記相
   対方向レジスタ６７８の前記カウンタにパルスを与える
   ようになっていることを特徴とする装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、方向入
   力装置２０４がさらにディジタル方位更新信号を受ける
   ようになっており、このディジタル方位更新信号力相動
   式位置更新装置２１０によってディジタル仰角更新信号
   と交駅に発生させられたものであり、これら両方の更新
   信号が衛星からアンテナ６４に送られてきたビーコン信
   号の強さの変化に応じて発生させられるようになってお
   ０、前記相対方向レジスタ６７８が、前記ディジクル方
   位更新信号に応じて、前記ディジクル方位制御信号を増
   減してアンテナを受は取ったビーコン信号の強さを最大
   にする方位に位置決めする増減装置であ０、前記自動式
   位置更新装置２１０が、前記ディジクル仰角更新信号に
   応じて、仰角制御信号を発生して仰角における衛星位置
   を表わすデータ信号の制御効果を調節し、その結果、ア
   ンテナを受は取ったビーコン信号の強さを最大にするよ
   うに仰角において位置決めする装置６３６を包含するこ
   とを特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置にお
   いて、前記台３６上にソリッドステート・センサ装置（
   １５５または１５７）が装着してあって前記横揺れ、縦
   揺れ軸線の少なくとも一方の軸線まわ０の前記台の水平
   位置からの変位の相当する第１誤差信号を発生すると共
   に別に、前記一方の軸線まわりの前記台の角運動速度に
   相当する第２誤差信号を発生するようになっており、前
   記センサ装置にはサーボ制御装置２１４が接続してあっ
   て前記第１、第２の誤差信号を受け、それを組合わせる
   ように作動して前記第２誤差信号が前記第１誤差信号を
   支配するようにしてあり、さらに、前記台を前記一方の
   軸線まわ０に回転させるモータ（１４２または１５０）
   が設けてあ０、このモータが前記サーボ制御装置に接続
   してあって前記の組合わせ信号を受け、方向、速度を制
   御されて前記台を前記一方の軸線まわ０に安定化させる
   ようにしたことを特徴とする装置。