JPS61274504A - アンテナマウント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く本発明の属する分野〉 本発明はアンテナを同一の方向に常時指向させるアンテ
ナマウントに関するものである。

〈従来技術とその問題点〉 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することが必要である。

従来、船舶などに用いられるアンテナマウントは、装置
の小型化の要請から第２図に示すＡｚ−Ｘ−Ｅｆｆｌの
直交３軸方式のものがよく用いられている。

即ち、第２図において、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ＥＪ！軸、６はＥＪ軸５
に固定されたアンテナである。第２図において六方向か
ら見た図が第３図、Ｂ方向から見た図が第４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３図に点線で示すように船舶１がＥノ軸
５方向に角度ｒだけ傾き、且つ第４図に点線で示すよう
にＥＪ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Ｅノ軸５方向の傾きの検出器７で角
度ｒを検出して、Ｘ軸４を角度ｒだけ回動してＥＪ！軸
５を水平に保ち、Ａｚ軸３に設けたＸ軸４方向の傾きの
検出器８で角度ｐを検出して、Ｅｊ２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の動揺に係わらず、常に衛星に指向させている
。

しかしながら、第２図のアンテナマウントではＡｚ軸３
、Ｘ軸４、Ｅｊ２軸５が１点で交わっていないため、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、アンテナ６の蛋り半径が小さくなるように、
第５図に示すように、Ａｚ軸３、Ｘ軸４、Ｅノ軸５が１
点で交わるようにしたアンテナマウントも考えられてい
る。しかし、この方法でもＸ軸４を取付けるためのＡｚ
軸３のフレーム及びＸ軸４の駆動部をアンテナ振り半径
の外側に位置せざるを得ないため、外径が大きくなり、
小型化に限界があった。

このため、さらに小型化するために、第６図に示すよう
に前記、Ａ、ｚ−Ｘ−ＥｌのＸ軸４′をＡｚ軸３の直交
する平面から傾けたアンテナマウントも用いられている
。第６図においてへ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。

しかし、Ａｌ−Ｘ−２７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３．４−１５ごとにその回動制御が
著しく複雑となる欠点があった。

即ち、第６〜８図に示す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
回動角を制御しても、第７図に点線で示すように、船舶
１がＥｊ２軸５軸向方向くと、前記したようにＸ軸４′
は水平でないためＸ軸４′は衛星の方位からずれ、この
ため、ＥＪ軸５は第７図の紙面に垂直方向にずれる。

従って第２〜４図に示した直交３軸のアンテナマウント
の場合のように、Ａｚ軸３に角度ｒ　（第７図）と角度
ｐ　（第８図）を検出する２つの検出器を設置して３つ
の軸３．４′、５の回動制御をしようとすると、３輪金
部について著しく複雑な演算を行なわねばならなかった
。

次に、このことを、第９図によって具体的に説明する。

第９図において、ＯＢは第６図におけるＡｚ軸３の直交
線である。ＯＡは船舶１が水平の場合におけるＸ軸４′
であって、ＯＢと傾斜角度Ｋをもつ。第７図の如く船舶
１がＥ、／軸５方向に角度ｒ傾（と、Ｘ軸（ＯＡ）４−
はＯＡ−となる。

／ＭＣはＡ′を通る鉛直線、ＢＣはＢを通る水平線であ
る。

直１ｉ！ＡＢと直線Ａ−Ｃは平行であるからｔＢＡ′Ｃ
−ｒである。

ΔＯＢＣはΔ０ＢＡ−の上方からの投影図となる。

従って、船舶１のＥノ軸５方向の傾きが零で、且つＸ軸
４′を衛星の方位に一致させている状態から、Ｅノ軸５
方向に角度ｒだけ傾くと、Ｘ軸４′はＯＡからＯＡ＝と
なり、この結果、衛星の方位から４ＢＯＣ（これをΔＡ
ｚとする）だけずれることになる。

またＯＡ−上の任意の点りを通り、００の直交線とＯＢ
との交点をＥ、ＱＣとの交点をＦとし、ｔＥＤＦをξと
する。ＯＧはＸ軸り′上の点Ｏを通る鉛直線である。

平面ＯＡ′Ｂと平面ＯＡ′Ｃとのなす角はξであるから
、船舶１がＥ、ｅ軸５方向に角度ｒだけ傾いて、ＯＡが
ＯＡ′となると、Ｘ軸４′はξだけ回動したことになる
。

従ってＥｌ軸５を水平に保つためにはＸ軸４−を角度ξ
だけ逆方向へ回゛動制御しなければならない。

しかして、ｏ、Ａ′、Ｃが存在する鉛直平面において一
４０Ａ　”Ｇ−にとなる直線をＡＧとし、ＡＧへの０点
からの垂線をＯＧ′とすると、ＺＡＯＧ−９０’−に、
、４Ａ′０Ｇ−−９０゜−にであるから１ ，４Ａ′ＯＧ′−、ＣＡＯＧとなる。従って、ＯＡがｏ
Ａ′となり、ＯＡ−を角度ξだけ逆方向へ回動すると、
ＯＧはＯＧ’となる。

即ち、ｔＧｏＧ′を△ＥＪ２とスルト、Ｘ軸４−を角度
ξだけ回動すると、Ｅｌ軸５はへＥノだけずれることに
なる。

このように船舶１がＥノ軸５方向に角度ｒだけ傾くと、
Ａｚ軸３をΔＡｚ１Ｘ軸４−をξ、Ｅノ軸５をへＥノだ
け補正しなければならない。

そして、船舶１が第７図の角度ｒと共に、第８図に点線
で示すようにＥノ軸５に直角方向に角度ｐだけ傾いた場
合には、Ｅノ軸５を前記ΔＥノとｐを加算した角度を補
正すればよい。

しかして、補正角度△Ａｚ、ξ、ΔＥｌは次のように求
められる。

第９図において ＯＡ′−ａ、π−で−β、Ａ−Ｂ−ａ、σ■−ｂ１ＤＥ
−ε、ＤＦ−γ１，４Ａ′ＯＣ−θとすると、 であるから、 ５ｉｎｅ　＝　−Ｌ＝　ｃｏｓｒ−５：醜久 となる。従って θ−、Ｓｉｎｇ’（ｃｏｓｒ、５ｉｒＬｔｃ）　　　　
−−（１）となる。

また、γ＝ｂ−を胤θ ε−ｂ−ｔλ〜に であるから となる。従って となる。

また となる。従って、 となる。従って（１）、〈５）式から また ΔＥノ＝ＺＧＯＡ　′−、４Ｇ　′ＯＡ　′＝　　（９
０”　　−θ）−（９０’　　−Ｋ）＝に一θ　　　　
　　・・・・・・　（７）となる。従って（１）、（７
）式から ΔＥ　、ｉ２−　Ｋ　−３ｌｒＬ　（ＣＯ３ｒ−Ｓ’１
ｒＬｋ）　、、、　（Ｆ３　）となる。

以上のようにＸ軸４′を傾斜させた第６図に示す３軸方
式の従来のアンテナマウントでは、（４）、（６）、（
８）式で表わされる極めて複雑な演算によって、３つの
軸をそれぞれ回動制御しなければならず、制御が極めて
複雑であった。

く本発明の目的〉 本発明は上記欠点を改め、Ｘ軸を傾斜させて小型化を図
りながら、回動制御を容易にしたアンテナマウントを提
供することを目的としている。

〈本発明の一実施例〉 以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例による船舶用衛星通信アンテ
ナマウントを示している。

同図において、１１は船舶の甲板などの取付面（以下船
舶と記す。）、１２はこの船舶１１に垂直に固定された
架台、１３は架台１２の上部に回動自在に設置されたＡ
ｚ軸、１３ａはＡｚ軸°フレームである。

Ａｚ軸フレーム１３ａには、Ａｚ軸１３の直交線に対し
て所定の角度に傾斜して、Ｘ軸１４が回動自在に取付け
られている。Ａｚ軸フレーム１３ａには、このＸ軸１４
の回動角度を検出するＸ軸回転角度検出器１５が取付け
られている。

Ｘ軸フレーム１４ａには、Ｘ軸１４と直交したＥハト６
が回動自在に取付けられている。Ｅｆ軸フレーム１６ａ
にはアンテナ１７が固定されている。Ａｚ軸１３とＸ軸
１４の延長線はＥノ軸１６上の一点で交わっている。

Ｘ軸フレーム１４ａには、Ｘ軸１４の回動角度が零の場
合に、船舶１１と平行となる平面を有する水平台１８が
、取付けられている。水平台１８には、Ｅノ軸１６に平
行な方向の傾きを検出する第１の検出器１９と、Ｅ、／
軸１６に直交する方向の傾きを検出する第２の検出器２
０とが設置されている。

〈実施例の動作〉 以上のように構成されたアンテナマウントにおいて、Ｘ
軸１４は、１１軸１６に平行な方向の傾きｒを検出する
第１の検出器１９からの検出信号に基づいて、Ｅノ軸１
６に平行な方向の傾きが零となるように（即ち第１の検
出器１９の検出角度が零となるように）、駆動装置（図
示せず）によって角度ξだけ回動制御される。

Ａｚ軸１３は、Ｘ軸１４のこの回動による回転角度ξを
検出するＸ軸回転角度検出器１５からの検出信号に基づ
いて演算された角度ΔＡｚだけ、駆動装置（図示せず）
によって回動制御される。

即ち、Ｘ軸１４の回動角度をξ、Ａｚ軸１３の補正角度
をΔＡｚとすると、前記（２）式からｊＬｒｂθ−ｔｈ
ｈｋ−ｃｏｓξ となる。従って θ＝＋、謀−’（ｔｕｖｄｃ・ｃｏｓξ）・・・・・・
（９）となる。

前記（５）、〈９）式から となる。

従って、Ｘ軸回転角度検出器１５からＸ軸の回転角度ξ
を得て、ΔＡｚを（１０）式によって演算して、Ａｚ軸
１３を自動的にΔＡｚだけ回動制、御させる。

そして、ＥＪ軸１６は、前記第１の検出器１９からの傾
き「の検出信号に基づき前記（８）式の演算によって得
る角度ΔＥノと、Ｅノ軸１６に直交する方向の傾きを検
出する第２の検出器２０かさせる。

即ち、船舶１１が水平から傾いた場合、Ｅノ軸１６に平
行な方向の傾きｒを検出する第１の検出器１９からの検
出信号によって、傾きの検出信号が零となるまで駆動装
置でＸ軸１４が自動的に回動され、このＸ軸１４の回動
角度ξがＸ軸回転角度検出器１５によって検出され、こ
のＸ軸回転角度ξによる（１０）式の演算に基づいてＡ
ｚ軸１３が駆動装置で回動されて、Ｘ軸１４は衛星の方
位に合わされる。さらにＥノ軸１６は第１の検出器１９
から検出される角度ｒによる（８）式の演算に基づいた
角度ΔＥｌ’だけ回動されるとともに、第２の検出器２
０から検出されたＥノ軸１６に直交する方向の傾きの変
位Ｐが零となるように駆動装置で回動される。

この結果、アンテナ１７は衛星への仰角ＥＬを保持され
、船舶の揺動に無関係に、アンテナ１７は常にＷＩ星力
方向指向される。

なお第１の検出器１９、第２の検出器２０は必ずしも水
平台１８に設置しなくてもよい。

く本発明の効果〉 以上説明したように、本発明のアンテナマウントは、単
にそのＡｚ軸、Ｅｌ軸を（８）、（１０）式に基づいて
回動制御するのみでよく、他のＸ軸は第１の検出器によ
って検出される傾きが零となるように回動制御するのみ
でよいから、Ｘ軸が傾斜した３軸方式でありながら、従
来のような複雑な３輪金部についての演算を必要としな
くなる。

従って、本発明は、Ｘ軸を傾斜させて、小型化を図りな
がら、動揺に対する補償制御が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。第
２図は従来の直交３軸方式のアンテナマウントを示す概
略構成図、第３図は第２図におけるへ方向から見た図、
第４図はＢ方向から見た図である。第５図は他の従来の
直交３軸方式のアンテナマウントを示す概略構成図であ
る。第６図はＸ軸が傾斜した従来の３軸方式のアンテナ
マウントを示す概略構成図、第７図は第６図におけるへ
方向から見た図、第８図はＢ方向から見た図である。第
９図は第６図に示すアンテナマウントにおいてＥノ軸方
向に角度ｒだけ傾いた場合の３軸の補正角度を説明する
ための図である。 １１・・・・・・船舶、１２・・・・・・架台、１３・
・・・・・Ａｚ軸、１３ａ・・・・・・Ａｚ軸フレーム
、１４・・・・・・Ｘ軸、１４ａ・・・・・・Ｘ軸フレ
ーム、１５・・・・・・Ｘ軸回転角度検出器、１６・・
・・・・Ｅノ軸、１６ａ・・・・・・Ｅノ軸フレーム、
１７・・・・・・アンテナ、１８・・・・・・水平台、
１９・・・・・・第１の検出器、２０・・・・・・第２
の検出器。 特許出願人　　　安立電気株式会社 代理人　弁理士　　早　川　誠　志 図面の浄書（内容に変更ない 第１図 第２図 第５図 第６図 第７図 第８図 手続ネ甫正書（自発） 昭和６０年Ｃ月２１日 昭和６０年　特許願　第１１７０９７号２゜発明の名称 アンテナマウント ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　東京都港区南麻布５丁目１０番２７号名称　　
（０５７）安立電気株式会社 代表者　藤田雄五 ４、代理人〒１０５　　電話４３３−４７０２住所　　
東京都港区新橋４−２４−３ ６、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａｚ軸、Ｘ軸及びＥｌ軸からなる３軸構造のアンテナマ
   ウントにおいて： 前記Ａｚ軸に直交する平面に対し傾斜して取付けられた
   Ｘ軸と； 前記Ｘ軸の回転角度を検出するＸ軸回転角検出器と； 前記Ｅｌ軸方向の傾きを検出するため前記Ｘ軸のフレー
   ムに設けられた第１の検出器と； 前記Ｅｌ軸に直交する方向の傾きを検出するため前記Ｘ
   軸のフレームに設けられた第２の検出器とを備えたこと
   を特徴とするアンテナマウント。