JPS6214504A - Antenna directing device - Google Patents

Antenna directing device

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JPS6214504A
JPS6214504A JP15304485A JP15304485A JPS6214504A JP S6214504 A JPS6214504 A JP S6214504A JP 15304485 A JP15304485 A JP 15304485A JP 15304485 A JP15304485 A JP 15304485A JP S6214504 A JPS6214504 A JP S6214504A
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gyro
azimuth
elevation
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Takeshi Kitashino
北篠 武
Tsurashi Yamamoto
山本 貫志
Hiroyuki Habuka
羽深 裕之
Yasuke Onari
小斎 弥祐
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Tokyo Keiki Inc
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Tokyo Keiki Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To stabilize an antenna against the motion of a ship body around two axes orthogonal to each other and to make a system small-sized and low- cost by inputting the output of an elevation gyro having an input axis orthogonal to the antenna axis to an elevation servo and inputting the output of a bearing gyro to a bearing servo. CONSTITUTION:A bearing gimbals 40 is supported turnably around a perpendicular bearing shaft 10 on the base 3 of the system, and a fork part 40-1 having elevation shaft bearings 16 and 16' orthogonal to the shaft 10 is provided on the gimbals 40. Antenna attaching metallic fittings 41 are fitted turnably to bearings 16 and 16', and an antenna 14 having a bearing axis N and an elevation shaft X is attached to fittings 41. A bearing gyro 45, an elevation gyro 44, and the first and the second accelerometers 46 and 47 which have input axes parallel with or orthogonal to the axis N are attached to fittings 41. The output of the gyro 44 is fed back to an elevation servo motor 49 and the output of the gyro 45 is fed back to a bearing servo motor 52 to stabilize the antenna 14 against the motion of the ship body around two axes orthogonal to each other.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は海事衛星通信等に使用されるアンテナの衛星方
向への指向装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for directing an antenna toward a satellite, which is used in maritime satellite communications and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のアンテナ指向装置は、例えば第4図に示す如く構
成されている。即ち、この指向装置は、同図に示す如く
、アンテナ、ジンバル等からなり、アンテナマウントと
も言われ、主として、船上に装備される機構部(1)と
船内に装備される制御部(2)とから構成される。同図
において(3)は基台で、それに支柱(3A)が植立さ
れ、その上端にフォーク状の部分(3B)が取り付けら
れている。部分(3B)の両脚にロール軸々受(41,
(4’) ((4’)は図示せず)が設けられている。
A conventional antenna directing device is configured as shown in FIG. 4, for example. That is, as shown in the figure, this pointing device consists of an antenna, a gimbal, etc., and is also called an antenna mount, and mainly consists of a mechanism section (1) installed on the ship and a control section (2) installed inside the ship. It consists of In the figure, (3) is a base, on which a support (3A) is erected, and a fork-shaped portion (3B) is attached to the upper end of the support. Roll shaft bearings (41,
(4') ((4') is not shown) is provided.

この基台(3)が船体上に取付けられる。(5)はロー
ルジンバルで、ロール軸々受(41,(4’)と対応す
る位置に、ロール軸(6)。
This base (3) is mounted on the hull. (5) is a roll gimbal, with a roll shaft (6) at a position corresponding to the roll shaft bearings (41, (4')).

(6′)が夫々固設され、これ等が上記ロール軸々受(
4) 、  (4’)に夫々回動的に嵌合される。ロー
ルジンバル(5)はロール軸(61,(6’)と夫々9
0’離れた位置にピッチ軸々受(7+、  (7’)を
有し、これ等にピッチジンバル(8)の対応位置に固設
されたピッチ軸+91.  (9’)が夫々回動的に嵌
合される。ピッチジンバル(8)は、ブリッジ(8−1
)を介して上方に突出する円筒部(10’)を有し、そ
の内部に方位軸々受(9−1) 、  (9−1’)を
互いに上下に離して固設する。
(6') are fixedly installed, and these are the roll shaft bearings (6').
4) and (4') are rotatably fitted into each other. The roll gimbal (5) is connected to the roll axis (61, (6') and 9, respectively).
There are pitch shaft bearings (7+, (7')) at positions 0' apart, and pitch shafts +91. (9') fixed to these at the corresponding positions of the pitch gimbal (8) are rotatable, respectively. The pitch gimbal (8) is fitted to the bridge (8-1).
), and has a cylindrical part (10') projecting upward through the cylindrical part (10'), and the azimuth shaft bearings (9-1) and (9-1') are fixedly installed vertically apart from each other inside the cylindrical part (10').

(10)は方位軸で、これは上記円筒部(10’)内の
方位軸々受(9−1) 、  (9−1’)に回動的に
嵌合すると共に、下端に方位歯車(11)が、又上端に
コ字状部材(12)が夫々固設される。該コ字状部材(
12)は、上記ロール軸(61、(6’)又はピッチ軸
(9)、  (9’)と同一の高さの所に、仰角軸(1
3) 。
(10) is an azimuth axis, which is rotatably fitted into the azimuth shaft bearings (9-1) and (9-1') in the cylindrical part (10'), and the azimuth gear ( 11), and a U-shaped member (12) is fixed to the upper end thereof. The U-shaped member (
12) has an elevation axis (1) at the same height as the roll axis (61, (6') or the pitch axis (9), (9').
3).

(13’)を有する。これ等仰角軸(13) 、  (
13’)は、夫々一端はアンテナ(14)が取付けられ
ている取付部材(15) 、  (15’)の対応位置
に設けた、仰角軸々受(16) 、  (16’)に夫
々回動的に嵌合する。
(13'). These elevational axes (13), (
13'), one end of which is rotated by the elevation shaft supports (16) and (16') provided at corresponding positions of the mounting members (15) and (15') to which the antenna (14) is attached, respectively. It fits perfectly.

(17)は方位軸’(10)と平行な軸のまわりに高速
で回転するフライホイールを内蔵するフライホイールユ
ニットで、ピッチジンバル(8)に固定される。
(17) is a flywheel unit containing a flywheel that rotates at high speed around an axis parallel to the azimuth axis (10), and is fixed to the pitch gimbal (8).

このフライホイールユニット(17)を設けたことで、
ピッチジンバル(8)、コ字状部材(12)、アンテナ
(14)等からなる部分は、ジャイロケースの一部を構
成し、これ等全体がジャイロとなる。
By providing this flywheel unit (17),
The parts including the pitch gimbal (8), the U-shaped member (12), the antenna (14), etc. constitute a part of the gyro case, and the whole constitutes a gyro.

(18)はピッチトルカで、基台(3)のフォーク状の
部分(3B)のロール軸々受(4′)の位置に取付けら
れ、上記フライホイールユニット(17)に対して、非
接触時に上記ロール軸(61、(6’)のまわりに、そ
の入力電流に比例したトルクを加え、その結果、ピンチ
ジンバル(8)以内をピッチ軸(9)。
(18) is a pitch torquer, which is attached to the roll shaft bearing (4') of the fork-shaped part (3B) of the base (3), and when not in contact with the flywheel unit (17), Apply a torque proportional to its input current around the roll axis (61, (6')), resulting in a pinch gimbal (8) within the pitch axis (9).

(9′)のまわりにプリセツションさせる作用を行う。A presetting effect is performed around (9').

(19)はロールトルカで、ピッチジンバル(5)のピ
ッチ軸々受(7′)の位置に取付けられ、上記フライホ
イールユニット(17)に対して非接触的に上記ピッチ
軸<9) 、  (9’)のまわりにその入力電流に比
例したトルクを加え、その結果、ピッチジンバル(8)
以内をロール軸(6)、  (6’)のまわりにプリセ
ツションさせる作用を行う、  (20)はロール傾斜
針で、ピッチジンバル(8)上に取付けられ、ピッチジ
ンバル(8)のロール軸+61.  (6’)まわりの
傾斜を検出し、その出力は増幅器(22)を介して、上
記ロールトルカ (19)にフィードバックされ、ピッ
チジンバル(8)をロール軸!61 、  (6’)ま
わりに関して、常に水平に保持する。(21)はピッチ
傾斜針で、ピッチジンバル(8)上に取付けられ、ピッ
チジンバル(8)のピッチ軸(9) 、  (9’)ま
わりの傾斜を検出し、その出力は増幅器(23)を介し
てピッチトルカ(18)にフィードバックされ、ピンチ
ジンバル(8)をピッチ軸(91、(9’)まわりに関
して常に水平に保持する。即ち、上記2(11i1のフ
ィードバックループにより、ピッチジンバル(8)は常
に水平に保持され、その結果、方位軸(10)は常時、
鉛直に保持されることになる。
(19) is a roll torquer, which is attached to the position of the pitch shaft bearing (7') of the pitch gimbal (5), and is attached to the pitch axis <9), (9) in a non-contact manner with respect to the flywheel unit (17). ') around the pitch gimbal (8), applying a torque proportional to its input current
(20) is a roll inclination needle which is attached to the pitch gimbal (8) and has the function of presetting the roll axis (6), (6') of the pitch gimbal (8) around the roll axis +61. (6') and its output is fed back to the roll torquer (19) through the amplifier (22), which moves the pitch gimbal (8) to the roll axis! 61, (6') Always keep it horizontal. (21) is a pitch tilt needle, which is mounted on the pitch gimbal (8) and detects the tilt around the pitch axis (9), (9') of the pitch gimbal (8), and its output is sent to the amplifier (23). is fed back to the pitch torquer (18) through the feedback loop, and the pinch gimbal (8) is always held horizontally around the pitch axis (91, (9'). In other words, by the feedback loop of 2 (11i1), the pitch gimbal (8) is always held horizontally, so that the azimuth axis (10) is always
It will be held vertically.

コ字状部材(12)のピッチジンバル(8)に対する方
位角は、その回転子(図示せず)が方位歯車(11)と
噛合しているブリッジ(8−1)上に設けた方位角発信
器(24)によって検出され、制御部(2)に送られる
。又、アンテナ(14)のコ字状部材(12)に対する
仰角も、その回転子(図示せず)が一方の仰角軸(13
)に固定した仰角歯車(25)に噛合している一方の取
付部材(15)に設けた仰角発信器(26)によって検
出され、同時に制御部(2)に送られる。制御部(2)
においては、ジャイロコンパス(図示せず)からの船首
方位、衛星の方位角、仰角等をもとに演算を行い、ブリ
ッジ(8−1)上に設けた方位サーボモータ(27)及
び取付部材(15)に設けた仰角サーボモータ(28)
に、増幅器(27A)及び(28A)を介して命令を与
え、アンテナ(14)を所要の衛星方向に指向させる。
The azimuth angle of the U-shaped member (12) with respect to the pitch gimbal (8) is determined by an azimuth angle transmitter provided on the bridge (8-1) whose rotor (not shown) meshes with the azimuth gear (11). is detected by the device (24) and sent to the control unit (2). Also, the elevation angle of the antenna (14) with respect to the U-shaped member (12) is such that its rotor (not shown) is on one elevation axis (13).
) is detected by an elevation transmitter (26) provided on one of the mounting members (15) that meshes with an elevation gear (25) fixed to the motor, and simultaneously sent to the control unit (2). Control part (2)
, calculations are made based on the heading from a gyro compass (not shown), the azimuth angle of the satellite, the elevation angle, etc., and the azimuth servo motor (27) installed on the bridge (8-1) and the mounting member ( Elevation angle servo motor (28) installed in 15)
A command is given to the antenna (14) via amplifiers (27A) and (28A) to direct the antenna (14) in the desired satellite direction.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、かかる従来のアンテナ指向装置にあって
は、ピッチジンバルをロール軸及びピッチ軸まわりに水
平を保持するための2個の水平制御系、衛星方向にアン
テナを指向させるための方位制御系、アンテナの仰角を
制御するための仰角制御系の4つの制御系統が必要であ
り、システムが高価であり、信頼性も低下する。又、中
央部にフライホイールの取付けられたピッチジンバルが
あり、その周囲にロールジンバル、ロール軸々受を有す
る基台に取り付けたフォーク状部分、コ字状部材等が配
置され、その外側に大口径のアンテナが配置されるため
、機構部が大型となり、取付場所の制限、装備の困難等
、各種の問題がある。
However, such a conventional antenna pointing device has two horizontal control systems for keeping the pitch gimbal horizontal around the roll and pitch axes, an azimuth control system for directing the antenna toward the satellite, and an antenna. Four elevation angle control systems are required to control the elevation angle of the plane, making the system expensive and reducing reliability. In addition, there is a pitch gimbal with a flywheel attached to the center, and around it are a roll gimbal, a fork-shaped part attached to a base with roll shaft bearings, a U-shaped member, etc., and a large gimbal on the outside. Since the antenna has a large diameter, the mechanical part becomes large, and there are various problems such as restrictions on installation locations and difficulty in equipment.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、基台と、支持機構とアンテナとよりなるアン
テナ指向装置において、上記支持機構を上記基台に対し
て垂直な方位軸のまわりに回動的に支持すると共に、上
部に上記方位軸と直交する水平軸々受を有するフォーク
状部材を構成した方位ジンバルと、上記水平軸々受に回
動的に嵌合する水平軸が固設され該水平軸と直交するア
ンテナ軸を有するアンテナ支持部材と、該アンテナ支持
部材に固定され、上記水平軸と平行な入力軸を有する第
1のジャイロと、上記アンテナ支持部材に固定され、上
記アンテナ軸と上記水平軸の双方に直交する入力軸を有
する第2のジャイロと、上記アンテナ支持部材に固定さ
れ上記アンテナ軸の水平面に対する傾斜に対応した出力
を発生ずる加速度計と、上記基台に対する上記方位ジン
バルの上記方位軸まわりの回転角を発信する方位発信器
とより構成し、上記加速度計の出力信号から衛星の高度
角に対応した値を減じた信号を上記第1のジ・ヤイロの
実質的なトルカにフィードバックすると共に、上記方位
発信器の出力信号、船首方位及び衛星方位角に対応した
信号とを演算した信号を上記第2のジャイロの実質的な
トルカにフィードバッタしたアンテナ指向装置である。
The present invention provides an antenna directing device including a base, a support mechanism, and an antenna, in which the support mechanism is rotatably supported around an azimuth axis perpendicular to the base, and the azimuth axis is mounted on an upper part. an azimuth gimbal constituted by a fork-like member having horizontal shaft bearings perpendicular to the horizontal shaft bearings; and an antenna support having a fixed horizontal shaft rotatably fitted to the horizontal shaft bearings and having an antenna axis perpendicular to the horizontal shaft. a first gyro fixed to the antenna support member and having an input axis parallel to the horizontal axis; and a first gyro fixed to the antenna support member and having an input axis perpendicular to both the antenna axis and the horizontal axis. a second gyro having a second gyro, an accelerometer fixed to the antenna support member and generating an output corresponding to the inclination of the antenna axis with respect to a horizontal plane, and transmitting a rotation angle of the azimuth gimbal about the azimuth axis with respect to the base. and an azimuth transmitter, and feeds back a signal obtained by subtracting a value corresponding to the altitude angle of the satellite from the output signal of the accelerometer to the substantial torquer of the first gear; This antenna directing device feeds a signal obtained by calculating an output signal, a signal corresponding to the ship's heading, and a satellite azimuth to the substantial torquer of the second gyro.

〔作用〕[Effect]

アンテナ軸と直交する入力軸を有する仰角ジャ    
  1イロの出力を仰角サーボモータに、方位ジャイロ
の出力を方位サーボモータにそれぞれ入力し、アンテナ
をアンテナ軸と直交する2個の軸のまわりに船体運動か
ら安定化させる。入力軸をアンテナ軸と平行となるよう
にアンテナに直接取付けた加速度計の出力から衛星高度
角を差し引いたものを、ジャイロの等価的なトルカにフ
ィードバックし、アンテナの仰角を衛星高度に一致させ
る。アンテナの船体に対する方位を発信する方位発信器
の出力に衛星方位角及びジャイロコンパスからの船首方
位角を加減算したものを方位ジャイロの等価的なトルカ
にフィードバックし、アンテナを衛星方位に一致させる
An elevation angle controller with an input axis orthogonal to the antenna axis.
The output of the gyro is input to the elevation servo motor, and the output of the azimuth gyro is input to the azimuth servo motor, respectively, to stabilize the antenna from the ship's motion around two axes perpendicular to the antenna axis. The satellite altitude angle is subtracted from the output of the accelerometer attached directly to the antenna so that the input axis is parallel to the antenna axis, and the result is fed back to the equivalent torquer of the gyro to match the antenna's elevation angle to the satellite altitude. The satellite azimuth and the bow azimuth from the gyro compass are added to and subtracted from the output of the azimuth transmitter that transmits the azimuth of the antenna relative to the hull, and the result is fed back to the equivalent torquer of the azimuth gyro to align the antenna with the satellite azimuth.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明のアンテナ指向装置の一実施例を示す斜
視図である。同図において、第2図と同一符号は互いに
同一素子を示すものとする。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the antenna directing device of the present invention. In this figure, the same symbols as in FIG. 2 indicate the same elements.

同図に示す本発明の一例においては、基台(3)にブリ
ップ部(3−1)を設け、その上に上方に突出する如く
円筒部(10’)を植立し、その内部に配した2個の方
位軸々受(9−1) 、  (9−1’)に方位軸(1
0)を嵌合し、その上端にアーム(40−1)を介して
、方位ジンバル(40)を上記方位軸(10)の軸線の
まわりに回動的に支持する。方位ジンバル(40)の上
端にフォーク状部分(40−2)を固定する。このフォ
ーク状部分(40−2)は、上記方位軸(10)と直交
し且つ水平方向に2個の仰角軸々受(16) 、  (
16’)を有する。アンテナ(14)を取付けるコ字状
の取付金具(41)の両脚(41−1) 。
In the example of the present invention shown in the figure, a blip part (3-1) is provided on the base (3), a cylindrical part (10') is planted on the blip part (3-1) so as to protrude upward, and the cylindrical part (10') is arranged inside the blip part (3-1). The orientation axis (1) is attached to the two orientation axis bearings (9-1) and (9-1').
0), and the azimuth gimbal (40) is rotatably supported around the axis of the azimuth axis (10) via the arm (40-1) at its upper end. A fork-shaped portion (40-2) is fixed to the upper end of the azimuth gimbal (40). This fork-shaped portion (40-2) has two elevation angle bearings (16), (
16'). Both legs (41-1) of the U-shaped mounting bracket (41) for attaching the antenna (14).

(41−1’)の対応する位置に設けた仰角軸(13)
Elevation axis (13) installed at the corresponding position of (41-1')
.

(13’)が仰角軸々受(1B) 、  (16’)に
夫々回動的に嵌合する。この取付金具(41)に、仰角
軸(13) 。
(13') is rotatably fitted into the elevation shaft bearings (1B) and (16'), respectively. An elevation axis (13) is attached to this mounting bracket (41).

(13’)のまわりのアンテナ(14)の角度を検出す
る仰角ジャイロ(44)と、仰角軸(13) 、  (
13’)及びアンテナ(14)の軸(X−X)の双方に
直交する軸のまわりのアンテナ(14)の角度を検出す
る方位ジャイロ(45)と、アンテナ(14)の仰角軸
(13) 、  (13’)まわりの傾斜角を検出する
第1の加速度計(46)及びアンテナ(14)のアンテ
ナ軸(X−X )まわりの傾斜角を検出する第2の加速
度計(47)を夫々固設する。
an elevation gyro (44) that detects the angle of the antenna (14) around (13') and an elevation axis (13), (
an azimuth gyro (45) for detecting the angle of the antenna (14) about an axis perpendicular to both the axis (X-X) of the antenna (13') and the axis (X-X) of the antenna (14); and the elevation axis (13) of the antenna (14). , (13') and a second accelerometer (47) to detect the tilt angle around the antenna axis (X-X) of the antenna (14), respectively. To be fixed.

又、取付金具(41)は、一方の仰角軸(13)と同軸
的の仰角歯車(48)を有する。方位ジンバル(40)
のフォーク状部分(40−2)の対応位置に固設した仰
角サーボモータ(49)の回転軸に設けたピニオン(5
0)が、上記仰角歯車(48)と噛合している。一方、
方位軸(1o)の下端部に方位歯車(11)を取り付け
、基台(3)のブリッジ部(3−1>上に方位サーボモ
ータ(52)及び方位発信器(53)を取り付け、それ
等の回転軸に設けたビニオン(図示せず)を方位歯N(
11)と夫々噛合させる。
The mounting bracket (41) also has an elevation gear (48) coaxial with one elevation axis (13). Azimuth gimbal (40)
A pinion (5
0) meshes with the elevation gear (48). on the other hand,
The azimuth gear (11) is attached to the lower end of the azimuth axis (1o), the azimuth servo motor (52) and the azimuth transmitter (53) are attached to the bridge part (3-1>) of the base (3), etc. A pinion (not shown) provided on the rotating shaft of the azimuth tooth N (
11) and engage each other.

仰角ジャイロ(44) 、方位ジャイロ(45)に振動
ジャイロ、レートジャイロ等の微分型のジャイロを用い
た場合の制御ループを第1図に合わせて示す。仰角ジャ
イロ(44)の出力は、積分器(54)、増幅器(55
)を介して仰角サーボモータ(49)にフィードバック
され、船体の角運動に対して仰角軸(13) 、  (
13’)まわりのアンテナ(14)の角速度をゼロに保
持する。
FIG. 1 also shows a control loop when a differential type gyro such as a vibration gyro or a rate gyro is used as the elevation gyro (44) and the azimuth gyro (45). The output of the elevation gyro (44) is passed through an integrator (54) and an amplifier (55).
) to the elevation servo motor (49), and the elevation axis (13), (
13') is kept at zero.

一方、第1の加速度計(46)の出力は、アークサイン
演算器(57)を介し、それより手動設定等による衛星
高度角θSに対応した信号を減じた後、減衰器(56)
を通して積分器(54)に入力される。
On the other hand, the output of the first accelerometer (46) is passed through an arcsine calculator (57), and after subtracting a signal corresponding to the satellite altitude angle θS by manual setting etc., the output is sent to an attenuator (56).
The signal is input to the integrator (54) through the integrator (54).

このループは、アンテナ(14)の仰角θを衛星高度角
θSに一致させる時定数を持ったループで、減衰器(5
6)には、仰角ジャイロ(44)のドリフト変動を補償
するため、積分特性を具備させることも出来る。
This loop has a time constant that makes the elevation angle θ of the antenna (14) match the satellite altitude angle θS, and the attenuator (5
6) can also be provided with an integral characteristic in order to compensate for drift fluctuations of the elevation gyro (44).

一方、方位ジャイロ(45)の出力は、積分器(58)
、増幅器(59)を通して方位サーボモータ(52)に
フィードバックされ、アンテナ(14)を、アンテナ軸
(X−X)及び仰角軸(13) 、  (13’)の双
方に直交する軸のまわりに船体の角運動に対して安定化
させる。一方、アンテナの方位に対応した方位発信器(
53)の出力から、マグネットコンパス或はジャイロコ
ンパスからの船首方位φC及び手動設定等による衛星方
位φSが差し引かれた後、その信号を減衰器(60)を
通して積分器(58)に入力する。このループは、アン
テナ方位φを、衛星方位φSに一致させる時定数をもっ
たループで、減衰器(60)は方位ジャイロ(45)の
ドリフト変動を補償するため、積分特性を具備させるこ
とも出来る。即ち、第1図において、減衰器(56)。
On the other hand, the output of the azimuth gyro (45) is sent to the integrator (58)
, through an amplifier (59) to the azimuth servo motor (52), which rotates the antenna (14) around an axis perpendicular to both the antenna axis (X-X) and the elevation axes (13), (13'). stabilize against angular motion. On the other hand, a direction transmitter (
After the heading φC from the magnetic compass or gyro compass and the satellite azimuth φS determined by manual setting are subtracted from the output of 53), the signal is input to the integrator (58) through the attenuator (60). This loop has a time constant to match the antenna orientation φ with the satellite orientation φS, and the attenuator (60) can also be provided with integral characteristics in order to compensate for drift fluctuations of the orientation gyro (45). . That is, in FIG. 1, attenuator (56).

(60)の出力端は、積分型ジャイロのトルカに相当す
ることになる。
The output end of (60) corresponds to the torquer of the integral type gyro.

尚、仰角ジャイロ(44) 、方位ジャイロ(45)と
して、従来の機械式ジャイロ、チューンドドライジャイ
ロ(TDG )等の二軸自由度タイプのジャイロ、或い
はレート積分ジャイロ等の、出力が角速度でな(、角度
であるようなジャイロを使用する場合には、それ等のピ
ックアップ出力を積分器(54) 、  (58)を通
さず、直接、増幅器(55) 。
The elevation gyro (44) and the azimuth gyro (45) may be a conventional mechanical gyro, a two-axis degree-of-freedom type gyro such as a tuned dry gyro (TDG), or a rate-integrating gyro whose output is not an angular velocity ( , when using gyros with angles, their pickup outputs are directly passed through the amplifier (55) without passing through the integrators (54), (58).

(59)に入力すると共に、減衰器(56) 、  (
60)の出力は、対応するジャイロのトルカに入力すれ
ば良いことになり、ジャイロの方式に制限されない。
(59), attenuator (56), (
The output of 60) can be input to the torquer of the corresponding gyro, and is not limited to the gyro type.

又、仰角及び方位サーボモータ(49) 、  (52
)として、ギアードタイブのものを示したが、その代わ
りに歯車系を必要としない直接駆動型のものを使用して
も良いし、ステップモータ、パルスモータ等も使用口J
能なことは勿論である。
Also, elevation and azimuth servo motors (49), (52
), but a direct drive type that does not require a gear system may be used instead, and step motors, pulse motors, etc. may also be used.
Of course it is possible.

更に、方位発信器(53)としては、シンクロ電機が一
般的であるが、ポテンショメータ、エンコーダ等の同様
の機能のものであれば、使用可能である。
Further, as the azimuth transmitter (53), a synchro electric machine is generally used, but any device with a similar function such as a potentiometer or an encoder can be used.

又、第1図のレベル制御系は、アークサイン演算器(5
7)を用い、アンテナ軸(X−X )の傾斜角を正弦関
数から線型化したが、逆に衛星高度角θSの方に正弦計
算を行う方法によっても同様の機能となる。
The level control system in Fig. 1 also includes an arcsine calculator (5
7) was used to linearize the inclination angle of the antenna axis (X-X) from a sine function, but the same function can be obtained by conversely performing a sine calculation on the satellite altitude angle θS.

尚、アンテナの感度変化を利用して、アンテナを正しく
衛星方向に指向させるステップトランク等の方法が実用
化されているが、これ等のフィードバックループを、本
発明に併用できることは勿論である。
Incidentally, methods such as a step trunk method have been put into practical use in which the antenna is correctly directed toward the satellite by utilizing changes in the sensitivity of the antenna, and it goes without saying that such a feedback loop can also be used in conjunction with the present invention.

又、第2の加速度計(47)の出力は、図示せずも信号
系路を介してレベル制御系及び方位制御系に送られ、ア
ンテナ軸(X−X )まわりの船体傾斜の影響を補正す
るために用いられる。
Furthermore, the output of the second accelerometer (47) is sent to the level control system and azimuth control system via a signal path (not shown) to correct the influence of the hull tilt around the antenna axis (X-X). used for

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によるアンテナ指向装置の効果は次の通りである
。従来のアンテナ指向装置におけるロールジンバル及び
ピッチジンバルが不要となり、大幅な小型化、低コスト
化が可能となる。又、歯車系、サーボモータ、角度発信
器、増幅器等のコンポーネントが半減したため、装置全
体の信頼性を向上出来る。加えて、小型化したことによ
り、装備スペースが狭くてすみ、又全体が軽量化された
ことにより、取付場所の強度を余り必要としないこと等
、装備工事を大幅に簡素化出来る。
The effects of the antenna directing device according to the present invention are as follows. The roll gimbal and pitch gimbal in conventional antenna pointing devices are no longer necessary, allowing for significant downsizing and cost reduction. Additionally, since the number of components such as gear systems, servo motors, angle transmitters, and amplifiers has been reduced by half, the reliability of the entire device can be improved. In addition, due to the miniaturization, the equipment space is small, and since the overall weight is reduced, the installation location does not require much strength, which greatly simplifies the equipment work.

又、トルクの大きいサーボモータで方位ジンバルやアン
テナを駆動するタイプのため、アンテナからの信号を送
る同軸ケーブル等の剛性が受信性能へ与える影響を、完
全になくすることが出来る。
In addition, since the azimuth gimbal and antenna are driven by a high-torque servo motor, it is possible to completely eliminate the influence of the rigidity of the coaxial cable, etc. that sends signals from the antenna, on reception performance.

加えて、仰角系には加速度計によるフィードバックルー
プ、方位系にはジャイロコンパスによるフィードバック
ループをそれぞれ設けたため、仰角ジャイロ、方位ジャ
イロにレートジャイロ等の低価格、低精度のジャイロを
使用することが出来る。
In addition, a feedback loop using an accelerometer is provided for the elevation system, and a gyro compass feedback loop is provided for the azimuth system, making it possible to use low-cost, low-accuracy gyros such as rate gyros for the elevation gyro and azimuth gyro. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のアンテナ指向装置の一例の路線的斜視
図、第2図は従来のアンテナ指向装置の路線的斜視図で
ある。 図に於て、(3)は基台、(10)は方位軸、(11)
は方位歯車、(13) 、  (13’)は仰角軸、(
14)はアンテナ、(40)は方位ジンバル、(40−
2)はフォーク状部分、(41)は取付金具、(44)
は仰角ジャイロ、(45) は方位ジャイロ、(46)
 、  (47)は加速度計 、(48)は仰角歯車、
(49)は仰角サーボモータ、(50)はビニオン、(
52)は方位サーボモータ、(53)は方位発信器、(
54) 。 (58)は積分器、(55) 、  (59)は増幅器
、(56) 。 (60)は減衰器、(57)はアークサイン演算器を夫
々示す。
FIG. 1 is a perspective view of an example of the antenna directing device of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a conventional antenna directing device. In the figure, (3) is the base, (10) is the azimuth axis, (11)
is the azimuth gear, (13) and (13') are the elevation axes, (
14) is the antenna, (40) is the azimuth gimbal, (40-
2) is the fork-shaped part, (41) is the mounting bracket, (44)
is the elevation gyro, (45) is the azimuth gyro, (46)
, (47) is the accelerometer, (48) is the elevation gear,
(49) is the elevation servo motor, (50) is the binion, (
52) is a direction servo motor, (53) is a direction transmitter, (
54). (58) is an integrator, (55) and (59) are amplifiers, and (56). (60) represents an attenuator, and (57) represents an arcsine calculator.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 基台と、支持機構とアンテナとよりなるアンテナ指向装
置において、上記支持機構を上記基台に対して垂直な方
位軸のまわりに回動的に支持すると共に、上部に上記方
位軸と直交する水平軸々受を有するフォーク状部材を構
成した方位ジンバルと、上記水平軸々受に回動的に嵌合
する水平軸が固設され該水平軸と直交するアンテナ軸を
有するアンテナ支持部材と、該アンテナ支持部材に固定
され、上記水平軸と平行な入力軸を有する第1のジャイ
ロと、上記アンテナ支持部材に固定され、上記アンテナ
軸と上記水平軸の双方に直交する入力軸を有する第2の
ジャイロと、上記アンテナ支持部材に固定され上記アン
テナ軸の水平面に対する傾斜に対応した出力を発生する
加速度計と、上記基台に対する上記方位ジンバルの上記
方位軸まわりの回転角を発信する方位発信器とより構成
し、上記加速度計の出力信号から衛星の高度角に対応し
た値を減じた信号を上記第1のジャイロの実質的なトル
カにフィードバックすると共に、上記方位発信器の出力
信号、船首方位及び衛星方位角に対応した信号とを演算
した信号を上記第2のジャイロの実質的なトルカにフィ
ードバックしたことを特徴とするアンテナ指向装置。
In an antenna directing device including a base, a support mechanism, and an antenna, the support mechanism is rotatably supported around an azimuth axis perpendicular to the base, and a horizontal an azimuth gimbal constituted by a fork-like member having shaft bearings; an antenna support member having a horizontal shaft fixed thereto that rotatably fits into the horizontal shaft bearing and having an antenna axis perpendicular to the horizontal shaft; a first gyro fixed to the antenna support member and having an input axis parallel to the horizontal axis; and a second gyro fixed to the antenna support member and having an input axis perpendicular to both the antenna axis and the horizontal axis. a gyro; an accelerometer that is fixed to the antenna support member and generates an output corresponding to the inclination of the antenna axis with respect to a horizontal plane; and an azimuth transmitter that transmits a rotation angle of the azimuth gimbal about the azimuth axis with respect to the base; A signal obtained by subtracting a value corresponding to the altitude angle of the satellite from the output signal of the accelerometer is fed back to the substantial torquer of the first gyro, and the output signal of the azimuth transmitter, the heading direction and An antenna pointing device characterized in that a signal obtained by calculating a signal corresponding to a satellite azimuth angle is fed back to a substantial torquer of the second gyro.
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