KR920010206B1 - 안테나장치와 그 자세제어방법 및 장치 - Google Patents

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Description

안테나장치와 그 자세제어방법 및 장치

제1a도는 본 발명의 일예로 실시하는 자동차탑재 위성방송수신 시스템장치의 기계적 구성을 도시한 평면도.

제1b도는 그의 정면도.

제2a도는 제1실시예의 제어시스템 및 신호처리시스템의 구성을 도시한 블록도.

제2b도, 제2c도 및 제2d도는 그의 일부를 상세히 도시한 블록도.

제3a, 제3b도 및 제3c도는 수신신호에 생기는 위상차 및 방송위성의 방향의 검출원리를 설명하기 위한 설명도.

제4a도, 제4b도 및 제4c도는 제2a도에 도시한 시스템 콘트로울러의(91)의 동작을 도시한 흐름도.

제5a도는 제2실시예의 제어시스템 및 신호처리시스템의 구성을 도시한 블록도.

제5b도, 제5c도 및 제5d도는 그의 일부를 상세하게 도시한 블록도.

제6a도는 제2실시예의 동작을 도시한 블록다이어그램.

제6b도는 그의 변형예를 도시한 블록다이어그램.

제7a도, 제7b도, 제7c도 및 제7d도는 제5도에 도시한 시스템 콘트로울러(91)의 동작을 도시한 흐름도.

제8a도는 애지머스(azimuth)오차전압의 여현성분과 정현성분 및 주비임을 애지머스 편각의 함수로서 표시한 그래프.

제8b도는 애지머스 편각의 위상을 애지머스 오차전압의 여현성분 및 정현성분의 함수로서 도시된 그래프이다.

본 발명은 안테나의 자세제어 및 자세제어 일반에 관하여. 예를들면 자동차등의 이동체상에서 위성방송을 수신하는 경우에 이용이 된다.

위성통신이 실현됨으로써 고정건조물을 물론, 자동차등의 이동체에 있어서도 위성으로부터의 전파를 수신하려하는 동향이 보인다. 위성으로부터의 미약한 전파를 수신하기 위해서는 고이득의 안테나, 즉 지향성이 예민한 안테나가 필요하게 된다. 이때문에 자동차등의 이동체에 있어서 위성으로 부터의 전파를 수신할려고 하는 경우에는 안테나의 자세제어가 문제가 되고, 그에 관한 기술도 적지않게 소개되어 있다.

그하나로 일본국 특공소 61-28244공보에 개시된 위성통신용 안테나장치가 있다. 이 장치는 간단히 말하면 플라이휘일식의 안정대위에 통신용 안테나 및 레이트 자이로 스코프(rate gyroscope)를 설치하여, 통신 방향으로 초기설정된 안테나 자세를 유지하고 있다.

그러나 위성으로부터의 미약한 전파를 수신하기 위한 고이득 안테나는 비교적 대형으로 중량도 있으며, 이것을 탑재하여 안정을 얻기 위해서는 큰 관성을 가진 플라이휘일, 요컨대 대중량의 플라이휘일이 필요하게 된다. 이 때문에 자동차등의 소형의 이동체에 설치에는 그리 적합하다고는 말할 수 없다. 또 자동차등의 소형의 이동체는 그 기동성 때문에 자세변화가 심하다. 이 심한 자세변화에 버티면서 초기자세를 장시간 유지하기 위해서는 역시 대형으로 큰 관성을 가진 레이트자이로스코프가 필요하게 되는 것도 이 장치가 자동차등의 소형의 이동체에 설치하는데 적합지 않다는 것이 이유일 것이다.

본 발명은 양호한 통신을 확보하고 또한 자동차등의 소형의 이동체에 설치하는 경우에도 적합한 안테나장치를 제공하는 동시에 그것에 적합한 자세제어 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

(1) 제1, 제2 및 제3수신안테나의 각 방사로브(radiation lobe)를 평행으로 유지하며 또 제1 및 제2수신안테나의 방사로브를 포함한 평면을 제1 및 제3수신안테나의 방사로브를 포함한 평면에 수직으로 유지하고, 제1방향 및 이것과 직교하는 제2방향으로 이동자유롭게 지지하고, 제1수신안테나의 수신신호와 제2수신안테나의 수신신호와의 위상차, 및 제1수신안테나의 수신신호와 제3수신안테나의 수신신호와의 위상차로부터 전파원의 방향을 구하여 각 안테나의 자세를 제어하는 구성으로 한다.

더욱이 제1수신안테나 및 제2수신안테나를 포함하는 제1안테나군을 지지하는 수단과, 제3안테나를 포함하는 제2안테나군을 지지하는 수단을 독립시키고 제1방향에 대한 관성을 저감하고 구동기구를 경량 소형화한다.

이에 따르면 안테나에 대한 전파원의 상대적인 이동을 검출하여 안테나 자세를 제어하고 있으므로 큰 관성을 가진, 대형 대중량의 플라이휘일이나 대형의 레이트자이로스코프가 불필요하게 된다.

또 제1수신안테나 및 제2수신안테나를 포함하는 제1안테나군을 지지하는 수단과, 제3을 포함한 제2안테나군을 지지하는 수단을 독립으로 한 경우에는 제1방향에 대한 관성이 저감되어서, 이 방향으로 구동하는 기구가 경량 소형화될 뿐만 아니라, 이것들을 일체로 구동할때 의 관성이 작게됨으로 자동차등의 이동체가 심한 자세 변화에 대한 응답성이 개선이 되어 양호한 통신을 확보할 수가 있다.

(2) 제1방향으로의 자세변경이 자유로운 제1수신안테나, 및 이 제1방향과 유사한 제2방향으로 자세가 변경자유로운 제2수신안테나를 각각의 비임을 평행으로 유지구동하여 전파원의 방향으로 지향하는 경우에, 제1수신안테나의 실질적인 비임방사점 및 제2수신안테나의 실질적인 비임 방사점을 각 비임에 평행한 임의의 1직선상에 투영한때의 각 투영점간의 거리에 대응하는 위상만큼 제1수신안테나의 수신신호의 위상을 시프트하고 시프트후의 제1수신안테나의 수신신호와 제2안테나의 수신신호와의 위상차에 의거하여 전파원의 방향을 구하여, 제1 및 제2수신안테나의 자세를 설정하는 것으로 한다.

이에 따르면 각각 별개로 구동이 되는 제1 및 제2수신안테나의 수신신호를 위상 시프트하여, 그것들이 일체로 구동이 되는 경우와 등가로 치환되어 있으므로, 전파의 도래방향을 바르게 검출하여, 각 안테나의 자세를 제어하는 것이 가능하게 된다. 이 사실은 각각의 안테나를 별개로 구동할 수 있기 때문에 가동부의 관성이 작게 되고 장치의 소형화에 크게 유리하게 된다.

특히 입체안테나에 대체하여 평면안테나를 사용할때에 효과는 현저하다.

(3) 자세변경이 자유로운 제1수신안테나 및 제2수신안테나를 각각의 비임을 평행으로 유지하여 구동하고, 전파원의 방향으로 지향하는 경우에, 제1수신안테나의 수신신호와 제2수신안테나의 수신신호를 승산하여 각 수신신호의 위상차를 제1함수로서 추출하고, 제1수신안테나의 수신신호와 90°의 위상시프트를 시행한 제2수신안테나의 수신신호를 승산하여 각 수신신호의 위상차를 제1함수와 직교하는 제2함수로서 추출하여, 제1함수로서 추출한 위상차의 부호와 제2함수로서 추출한 위상차의 부호에 의해서 제1수신안테나 및 젠 2수신안테나의 비임의 전파원의 방향에 대한 편각의 위상을 다수의 상한(quadrant : 象限)으로 나누어서, 상기 편각의 위상의 변화를 감시하면서 과거위상의 상한의 변화와 헌재 위상의 상한에 의해서 제1함수로서 추출한 위상차 및 제2함수로서 추출한 위상차중 적어도 한쪽을 보정하여, 보정후의 위상차에 의거하여 제1수신안테나 및 제2수신안테나의 자세를 설정한다.

이것에 따르면 제1 및 제2안테나의 전파원에 대한 편각의 위상을, 직교하는 2함수로서 추출한 각 안테나의 수신신호간의 위상차로 표시되는 상한에 의해서 감시하고 있으므로, 이 편각이 변화된 방향을 반대로 축적하는 것이 용이하다. 요컨대 추출한 각 안테나의 수신신호간의 위상차를 과거 및 현재의 상한에 의해 보정하는 것으로, 다수안테나의 수신신호간의 위상차에 의거하여 이 안테나를 전파원에 지향하는 경우의 포인팅에러를 완전하게 제거하는 것이 가능하게 된다.

(4) 소정의 자세변경이 자유로운 제어대상에 구동수단을 결합하여, 목표로 되는 자세를 표시하는 정보가 주어지면 그것에 의거한 구동(energization)정보를 사용하여 구동수단을 구동하여, 제어대상의 자세를 제어하는 자세제어 방법에 있어서 ; 구동수단의 구동시에 그의 구동에 의해서 제어대상에 초래될 자세를 표시하는 제1자세정보 및/또는 이 자세의 갱신속도를 나타내는 제1속도정보와 함께 제어대상의 실제의 자세를 나타내는 제2자세정보 및/또는 이 자세의 갱신속도를 나타내는 제2속도정보를 검출하여, 제1자세정보와 제2자세정보와의 차이로부터 구한 제1외란(disturbance) 정보 및/또는 제1속도정보와 제2속도정보와의 차이로부터 구한 제2외란정보에 의해서 구동정보를 보상하여 구동수산을 구동하는 것이다.

이에 따르면 외란을 나타내는 정보를 구하여 구동정보를 보상하고 있으므로, 외란의 영향에 의해서 구동수단의 구동을 과대 또는 과소하게 설정하는 가능성을 없게되며, 자세제어는 안정하다.

특히 제1자세정보, 제1속도정보, 제2자세정보 및 제2속도정보를 검출하여, 제1 및 제2의 외란정보를 구하여 구동정보를 보상하는 경우에는, 어느것인가 한쪽에 의한 보상이 행하여지지 않는 경우에도 다른쪽에 의한 보상이 행하여 지기 때문에, 자세제어의 안정성에 대한 신뢰성이 높게된다.

상기에 더하여 또한 구동수단의 실제의 구동강도를 나타내는 강도정보를 검출하여 그것에 응하여 구동정보를 보상함으로써, 상기의 어느것인가 한쪽 또는 양쪽에 의한 보상에 이상이 있는 경우에도 바로 구동정보를 설정하는 것이 가능하게 되고, 자세제어의 안정성에 대한 신뢰성은 크게 높게된다.

예를들면 오프셋의 방지를 목적으로서 제1 및/또는 제2의 외란정보에 의한 구동정보의 보상에 적분요소를 부가하여 또한 보상의 이상(異常)에 의한 과대구동의 방지를 목적으로서 구동정보에 대한 제한을 행하는 경우에 있어서는 이 제한이 제1 및/또는 제2의 외란정보에 의한 보상의 이상에 대하여 반구동적(de-energizing)으로 작용하여도 강도정보에 의한 보상으로 시스템이 안정되기 때문에 소위 와인드 업현상을 야기함이 없게된다.

즉 안정성, 신뢰성 및 응담성이 우수한 자세제어를 얻는다.

본 발명의 다른 목적 및 특징은 다음의 도면을 참조한 실시예 설명해서 밝혀진다.

[실시예]

1. 제1실시예

제1a도 및 제1b도에, 본 발명을 일예로서 실시하는 자동차 탑재위성송수신시스템의 기계적 구성을, 제2a도에 그의 제어시스템 및 신호처리시스템의 구성을 각각 도시하였다. 이 시스템은 4개의 평면 안테나와 자이로스로프를 사용한 동시 수정로빙(lobing)방식에 의해서 방송위성을 추적하여 위성방송을 수신하고, 영상 및 음성을 자동차내에 구비한 텔레비젼세트에 출력한다.

다음 각 부를 상세하게 설명한다.

A. 기계시스템 : 먼저 제1a도 및 제1b도를 참조하시기 바람.

기계시스템은 각 평면 안테나의 비임을 평행으로 유지하여 애지머스 지향각(방위각)및 엘리베이션 지향각(양부각)을 설정하여 대별하면 지지기구(1), 애지머스 구동기구(2) 및 엘리베이션구동기구(3)로 나누어진다.

(A) 지지기구(1) : 지지기구(1)은 안테나캐리지(11,12), 회전대(13), 고정대(14) 및 베이스(15)를 주구성 요소로 한다. 안테나캐리지(11 및 12)는 서로 같은 장방형의 평판이며, 각각의 뒷면에는 길이방향의 중심선에 따라서 축(111 및 121)이 고착되어 진다. 이들 각 캐리지는 각각 평면안테나나 신호처리회로, 자이로스코프등을 탑재하고 있다.

후술.

회전대(13)는 수평아암(131), 회전축(132) 및 2개의 수직아암(133, 134)을 갖춘다. 회전축(132)은 수평아암(131)의 중심에 그것과 수직하향과 고착되어 있으며, 수직아암(133 및 134)은 수평아암(131)의 양단에 그것과 수직상향으로 일체로 형성되어 있다. 수직아암(133 및 134)는 동형이며, 대향하는 각단부에서 각각 안테나 캐리지(11)에 고착된 축(111)또는 안테나 캐리지(12)에 고착된 축(121)을 평행으로 회전가능하게 지지하고 있다.

이것에 있어서는 제1b도에 도시된 바와같이 축(111)을 축(121)보다 높게 지지하고 있다.

고정대(14)는 베이스(15)위에 고착되어 있으며 회전대(13)를 회전가능하게 지지하고 있다. 회전대(13)와 고정대(14)와의 사이에는 쓰러스트 베어링(141)이 사이에 끼여져 있다. 또한 베이스(15)는 자동차의 지붕에 고착되어 있다.

(B) 애지머스구동기구(2) : 애지머스구동기구(2)는 애지머스모터(21), 고형(鼓形)워엄(22)및 도시되어 있지 않는 휘일기어등으로 된다. 애지머스모터(21)는 고정대(14)에 고착되어 있으며, 그 출력축에 고형워엄(22)이 고착되어 있다. 도시되어 있지않은 휘일기어는 회전대(13)의 회전축(132)에 고착되어 있고, 고형워엄(22)과 맞물려 있다. 즉 애지머스모터(21)의 출력축의 회전이 고헝워엄(22) 및 휘일기어를 통하여 회전축(132)에 전달되어, 회전대(13)를 회전한다.

본 실시예에서는 이 구성에 따라, 최고속도를 약 180°/sec로 하는 회전대(13)의 회전을 얻고 있다.

(C) 엘리베이션 구동기구(3) : 엘리베이션 구동기구(3)는 엘리베이션모터(31), 고형워엄(32) 선형(扇形)휘일(33) 및 링크(34 및 35)등으로 이루어진다. 엘리베이션모터(31)는 회전대(13)의 수직아암(133)에 고착되어 있고, 그 출력측에 고형워엄(32)이 고착되어 있다. 선형휘일(33)은 안테나캐리지(12)의 축(121)에 고착되어 있으며, 고형워엄(32)과 맞물려 있다. 링크(34 및 35)는 각각 안테나캐리지(11)의 축(111)과 안테나캐리지(12)의 축(121)의 각끝을 결합하고 있다.

즉 엘리베이션모터(31)의 출력축의 회전이 고형워엄(32) 및 선형휘일(33)을 통하여 안테나캐리지(12)의 축(121)에 전달이 되어, 또한 링크(34 및 35)를 통하여 안테나 캐리지(11)의 축(111)에 전달이 되어, 안테나캐리지(11 및 12)을 동시에 회전한다. 본 실시예에 있어서는, 이구성에 의해서 최고속도를 약 120°/sec하는 안테나캐리지(11 및 12)의 회전을 얻고 있다. 단 이 회전은 베이스(15)에 대하여 안테나 비임이 35°상방을 향한 자세를 중심으로 ±60°의 범위틀 제한하고 있다.

또한 이상 설명한 각 요소는 냉각팬부착 레이돔(Radome, RD)에 의해 덮혀져 있다.

B. 신호처리 시스템

다음에 제2a도를 참조함

신호처리시스템은 안테나군(4), BS콘버어터군(5), BS튜우너군(6), 동상 합성회로군(7) 및 텔레비젼세트(8)를 주구성요소로서, 안테나군(4)에서 수신한 결과를 합성하여 텔레비젼세트(8)에 출력하는 동시에, 방송위성의 방향과 안테나비임의 지향방향과의 오차를 검출한다.

(A) 안테나군(4) : 안테나군(4)은 4개의 평면안테나(41,42,43 및 44를 포함), 이들중 평면안테나(41 및 42)는 안테나캐리지(11)에 탑재되어 있으며, 평면안테나(43 및 44)는 안테나캐리지(12)에 탑재되어 있다.

각 평면안테나는 동일 규격이며, 각각 사용주파수 약 120Gz에 있어서 오프셋각(법선으로부터 편각)약 35°, 반치각(半値角) 약 7°의 주비임을 가진다. 각 평면안테나의 주비임은 상술한 기계계에 의해 평행으로 유지되어 있으며, 애지머스 구동기구(2)에 의해서 일체로 지향각이 갱신이 되어 엘리베이션 구동기구(3)에 의해 일체로 엘리베이션 지향각이 갱신이 된다.

(B) BS콘버어터군(5) : BS콘버어터군(5)은 안테나캐리지(11)에 탑재되어 있는 2개의 BS콘버어터(51 및 52), 및 안테나캐리지(12)에 탑재되어 있는 2개의 BS콘버어터(53 및 54)를 포함한다. BS콘버어터(51)의 입력은 평면안테나(41)의 급전점에, BS콘버어터(52)의 입력은 평면안테나(42)의 급전점에, BS콘버어터(53)의 입력은 평면안테나(43)의 급전점에, BS콘버어터(54)의 입력은 평면안테나(44)의 급전점에 각각 접 되어 있으며, 각 BS콘버어터는 대응하는 평면안테나로 수신한 약 120Hz의 신호를 약 1.3GHz의 신호로 변환하고 있다.

(C) BS튜우너군(6) : BS튜우너군(6)은, 안테나캐리지(11)에 탑재된 BS튜우너(61,62) 및 안테나캐리지(12)에 탑재된 BS튜우너(63,64) 및 전압제어발진기(이하 VCO라 말함)(65)를 포함한다. 각 BS튜우너는 각각 BS콘버어터(51,52,53 또는 54)에서 변환한 약 1.3GHz의 신호를, VCO(65)로부터 주어진 국부발진신호를 사용하여 약 403MHz의 중간주파수를 신호를 변환한다. 이 VCO(65) 발진주파수를 제어하는 신호를 슬립링(도면에서는 SP-SP선에 의해서 경계를 표시하고 있다)를 통하여 후술하는 텔레비젼세트(8)의 채널 셀렉터(84)에 의해서 주어진다.

(D) 동상 합성회로군(7) : 동상 합성회로군(7)은 안테나캐리지(11)에 탑재된 동상합성회로(71) 및 안테나캐리지(12)에 탑재된 동상합성회로(72,75)를 포함한다.

a. 동상합성의 의의 : 여기서 동상합성의 의의에 대하여 설명한다.

이 안테나장치의 애지머스방향의 움직임에 주목하면, 제3a도에 도시한 모델, 즉 회전축(13′)(회전대(13)의 심볼이라 생각 코자함)을 중심으로 하여 회전하는 2개의 선상안테나에 의해 평면안테나(41 및 42(또는 43 및 44))을 표시할 수 있다.

이 경우 파선으로 표시한 각 안테나비임과 1점쇄선으로 표시한 전파가 이룬 각(이하 애지머스편각이라 말함)(θ)과 각안테나의 중심을 이은 직선과 2점괘선으로 표시한 전파면이 이룬 각(이하 애지머스 위상각이라 말함)(θ′)이 일치하여, 애지머스방향의 회전에 위해 변화한다. 즉, 안테나(41 및 42)의 비임지향방향에 방송위성이 존재(평면 투영상을 생각하기 바람)하면 애지머스편각(θ) 및 애지머스위상각(θ′)이 0으로 됨으로 안테나와 방송위성과의 거리는 서로 같게되고 그것 이외일때에는 l_θ·sinθ으로 표시되는 거리차(L_θ)가 생긴다(l_θ는 안테나(41과 42)간의 중심거리를 표시).

이 거리차(L_θ)는 각 안테나와 방송위성과의 거리에 비하여 대단히 작으므로, 방송위성으로부터의 전파의 강도에 영향을 주는 것은 아니나, 전파는 주기성을 가지고 있으므로 위상차에 큰 영향을 준다. 즉, 안테나(41)에 도래한 전파를 codωt로 나타내면, 안테나(42)에 도래하는 전파는 그것으로부터 L_θ/c시간만큼 지연되므로

cos ω(t-l_θ/c)

=cos(ωt-2π·l_θ·sinθ/λ)……………………(1)

단 ω는 전파의 각속도, c는 전파속도 λ는 파장이다.

이 위상차, 즉 2π·l_θ·sinθ/λ를 제거하지 않고 각 안테나 수신신호를 합성하면 서로 간섭하게 된다.

그래서 동상 합성회로(71)에 있어서 안테나(41과 42)의 수신신호의 위상차를 제거하여 합성하여 동상합성회로(72)에 있어서 안테나(43과 44)의 수신신호의 위상차를 제거하여 합성되어 있다. 또 이것에 있어서 l_θ및 λ이 기지임으로 이 위상차 2π·l_θ·sinθ/λ를 검출함으로써 애지머스편각(θ)을 알 수 있다.

또 이 안테나장치의 엘리베이션방향의 움직임에 주목하면, 제3b도에 도시한 모델, 즉 평행을 유지하고 각각 다른 회전축(111′ 또는 121′)(각각 축(111, 121)의 심볼이라 생각함)을 중심으로하여 회전하는 2개의 선상안테나에 의해 평면안테나((41 및 43) 또는(42 및 44))를 나타낼 수가 있다. 이 경우는 각각의 회전축이 다르기 때문에, 파선으로 표시한 각 안테나비임과 1점쇄선으로 표시한 전파가 이룬각(이하 엘리베이션 편각이라 말함)(ø)과 각 안테나의 중심을 이은직선과 2점쇄선으로 표시한 전파면이 이룬각(이하 엘리베이션위상각이라 말함)(ø′)이 일치하지 않는다. 그러나 각 안테나의 중심을 이은 직선(이하 엘리베이션 기준선이라 말함)과 가 안테나가 이룬각(이하 엘레베이션각이라 말함)을 El라 하면

ø′= ø + E l ‥‥‥‥‥‥‥‥ (2)

로 나타내므로, 이 제1실시예에 있어서는 상기와 마찬가지의 생각을 엘리베이션 방향으로 적용하고 있다.

b. 각 회로의 상세함 : 이하 각 회로의 상세한 것을 설명한다.

(a)동상 합성회로(71) : 동상 합성회로(71)는 제2b도에 표시한 바와같이, 복수개의 스플리터, 믹서, 로우 패스 필터 및 콤바이너(combiner)등으로 이루어진다. 단자(A)에는 BS튜우너(61)로 부터 안테나(41)의 수신신호에 의거한 중간주파신호가 주어지고, 단자(B)에는 BS튜우너(62)로부터 안테나(42)의 수신신호에 의거한 중간신호가 주어진다.

전자를 스플리터(711)에 의해서 앰프(712)와 스플리터(713)에 분배되고 또한 스플리터(713)에 의해 믹서(714와 715)에 분배되며, 후자는 90°이상(移相)스플리터(716)에 의해서 스플리터(717과 718)에 분배되고, 또한 스플리터(717 및 718)에 의해서 믹서(717,715,71B 및 71C)에 분배된다.

이 경우 90°이상 스플리터(716)는 스플리터(718)에 대하여 90°이상 시프트된 입력 신호를 분배함으로 스플리터(718)를 통하여 믹서(715 및 71C)에 분배되는 신호는 안테나(42)의 수신신호에 의거한 중간주파 신호를 90°이상 시프트한 신호로 된다.

상술한 바와 같이 단자(A)에 주어진 BS 튜우너(61)로 부터의 중간주파신호와 단자(B)에 주어지는 BS튜우너(62)로 부터의 중간주파수신호와의 사이에는 안테나(41) 및 안테나(42)의 배치에서 생기는 위상 편차가 있다. 지금 BS튜우너(61)로 부터의 중간주파수신호를 cosωt, 위상차를 Θ로 하면 BS튜우너(62)로 부터의 중간주파신호는 cos(ωt-Θ)로 표시되며, 스플리터(718)를 통하여 믹서(715 및 71C)에 분배되는 신호는 -sin(ωt-Θ)로 표시된다. 믹서(714)에서는 스플리터(713)를 통하여 주어진 신호와 스플리터(717)를 통하여 주어진 신호에 의해서 cosωt·cos(ωt-Θ)연산을 행한다. 이 연산은 cosΘ+cos(2ωt-Θ)로 표시되므로(산술적인 계수는 무의미하기 때문에 생략되어 있다. 이하에 있어서 같음), 로우패스필터(719)에 있어서 교류성분을 제거함으로써 cosΘ인 직류성분을 추출할 수가 있다. 이 신호는 믹서(71B)에 주어지며, 여기서는 cosΘ·cos(ωt-Θ) 연산을 행한다.

믹서(715)에서는 스플리터(718)를 통하여 주어진 신호와 스플리터(718)를 통하여 주어진 신호에 의해서, -cosωt·sin(ωt-Θ) 연산을 행한다. 이 연산은 sinΘ+sin(2ωt-Θ)으로 표시되므로, 로우패스필터(71A)에 있어서 교류성분을 제거하면, sinΘ인 직류성분을 추출할 수가 있다. 이 신호는 믹서(71C)에 공급되어 -sinΘ·sin(ωt-Θ) 연산을 행한다.

콤바이너(71D)에 있어서는 믹서(71B)의 출력과 믹서(71C)의 출력을 가산하여 cosΘ·cos(ωt-Θ) -sinΘ·sin(ωt-Θ) 연산을 행한다. 이 결과 cosωt인 동상화된 성분의 신호를 추출할 수가 있으므로 앰프(71E)에 있어서 레벨조성을 행한 후, 콤바이너(71F)에 있어서 앰프(712)의 출력과 합성한다.

또한 제2b도에 있어서는 콤바이너(71F)의 출력을 2cosωt로 표시하고 있으나, 이 계수는 산술적인 의미(즉, 진폭성분)을 갖는 것이 아니라 2개의 신호, 즉 BS튜우너(61 및 62)로 부터의 각 중간주파신호를 동상으로 합성한 것을 의미하고 있는 것이라고 이해되어야 한다(이하 동일의미).

(b) 동상 합성회로(72) : 한편 동상 합성회로(72)에 있어서는 동상 합성회로(71)와 모두 동일한 구성으로 BS튜우너(63 및 64)로 부터의 각 중간주파신호를 동상으로 합성한다. 이 구성은 제2c도에 표시한 바와같이 로우패스필터(72H)를 여분으로 갖추고 있는 것을 제외하면 동상 합성회로(71)의 구성과 동일하다.

상술한 바와 같이 BS튜우너(61)가 출력하는 중간주파수신호와 BS튜우너(63)가 출력하는 중간주파신호와의 사이에는 안테나(41) 및 안테나(43)의 배치에서 생기는 위상편차가 있다.

지금 상기에 따라서, BS튜우너(61)가 출력하는 중간주파수신호를 cos ωt로 하고 이 위상차를 Φ로 하면 BS튜우너(63)가 출력하는 중간주파수신호는 cos(ωt-Φ)로 표시된다. 또 상술한 바와 같이, 안테나(43) 및 안테나(44)의 배치에서 생기는 위상편차를 Θ으로 하면 BS튜우너(64)로 부터의 중간주파수신호는 cos(ωt-Φ-Θ)로 표시된다. 따라서 여기서의 신호처리 과정은 제2c도면중에 기술한 각식에 의해서 표시된 바와 같으며, 상기 동상 합성회로(71)의 설명에 있어서의 ωt를(ωt-Φ)로 대체한 것과 같게되고 콤바이너(72F)에서 BS튜우너(63 및 64)로 부터의 각 중간주파신호를 동상으로 합성한 신호 2cos(ωt-Φ)가 얻어진다(상세한 것은 상술한 바를 참조시기 바랍니다).

또한 로우패스필터(72H)는 믹서(725)의 출력신호 -cos(ωt-Φ)·sin(ωt-Φ-Θ)로 부터 교류성분을 제거한 sinΘ직류성분(이하 애지마스 오차신호라고 말함)을 적출하여 슬립링을 통하여 시스템콘트로울러(91)에 공급하고 있다.

(c)동상 합성회로(75) : 동상 합성회로(71) 및 동상 합성회로(72)의 출력신호는, 또한 동상 합성회로(75)에서 동상 합성된다. 동상 합성회로(75)는, 제2d도에 표시한 바와 같이 동상합성회로(72)와 전혀 동일한 구성이며, 도면중에 기술한 각식에 의해 표시되는 신호처리를 행한다. 이 처리는 상술한 동상 합성회로(71)의 설명에 있어서 Θ를 Φ로 대체한 것과 같으므로, 상세한 것은 상술된 바를 참조하기 바란다. 즉, 동상 합성회로(17,72 및 75)에 있어서, BS튜우너(51,52,53 및 54)의 출력신호가 동상 합성이 되어, 신호 4cos ωt를 얻는다.

또한 로우패스필터(75H)는 믹서(755)의 출력신호 -cos ωt·sin(ωt-Φ)로 부터 교류성분을 제거한 sinΦ인 직류성분(이하 엘리베이션 오차신호라 한다)를 적출하여 슬립링을 통하여 시스템콘트로울러(91)에 주어진다.

(E) 텔레비젼세트(8) : 재차 제2a도를 참조하면, 동상 합성회로(75)의 축력은 비접촉형의 결합트랜스(Trs)를 통하여 텔레비젼세트(8)에 주어지고 있다.

텔레비젼세트(8)는 복조회로(81), CRT(82), 스피이커(83) 채널셀렉터(84) 및 메인스위치(85)등을 갖추고, 자동차의 실내에 설치되어 있다.

복조회로(81)는 동상 합성회로(75)로 부터 주어진 신호를 복조하여, CRT(82)에 화상을, 스피커(83)에 음성을 각각 출력한다. 또 자동이득조정으로 사용되는 AGC 신호를 분기하여 시스템콘트로울러(91)에 공급하고 있다. 채널셀렉터(84)는 상술한 바와 같이 수동조작되어서 VCO(65)의 발진주파수를 설정하여, 매인 스위치(85)는 수동조작되어서 전원유니트(D)를 구동한다. 전원유니트(D)는 구성각부에 소정의 전압을 공급하는 동시에 레이돔(RO)에 설치된 환기냉각용 팬(E)을 구동한다.

C. 제어시스템

제어시스템은 시스템콘트롤 유니트(9), 애지머스 드라이브 콘트롤유니트(A), 엘리베이션 드라이브 콘트롤 유니트(B) 및 각종 센서등으로 구성이 된다.

(A) 각 드라이브 콘트를 유니트 : 애지머스 드라이브 콘트롤 유니트(A)는 애지머스모터(21)를 구동제어하는 애지머스서어보콘트로울러(A1) 및 애지머스모터(21)에 결합된 로우터리 앤코우더(A3) 등으로 구성이 되고, 엘리베이션 드라이브 콘트롤 유니트(B)는, 엘리베이션모터(31)를 자세 제어하는 엘리베이션 서어보 콘트로울러(B1) 및 엘리베이션모터(31)에 결합된 로우터리 엔로우더(B3)등으로 구성이 된다.

로우터리 앤로우더(A3)는, 애지머스각, 즉 안테나비임이 자동차의 진행방향 쪽으로 향하는 자세를 기준으로 하고 우회전(시계방향)을 정으로 한 회전대(13)의 회전각을 검출하고. 로우터리앤로우더(B3)는 엘리베이션모터(31)에 결합이 되어 있으며, 엘리베이션 각 즉, 엘리베이션 기준선에 대한 상방향을 정으로 한 안테나캐리지(11 및 12)의 회전각을 검출한다.

(B) 각종 센서

각종센서의 주된 것은, 자이로스코프(C1,C2) 및 리미트스위치(SWu,SWd)가 있다. 자이로스코프(C1 및 C2)는 안테나캐리지(12)에 탑재되어 있다. 이들은 애지머스방향 또는 엘리베이션방향으로 자유도를 가지고 있으며, 각 방향의 상대적인 편이(偏移)를 표시하는 신호를 슬립링을 통하여 시스템콘트로울러(91)에 공급된다. 리미트스위치(SWu 및 SWd)는 모두 엘리베이션 구동기구(3)에 결합되어 있으며, 전자는 각 안테나 캐리지의 회전운동상한, 즉 상술한 바와같이 베이스(15)에 대한 안테나비임의 상향각이 65°로 되는 자세를 검출하며, 후자는 그의 회전운동하한 즉, 이 상향각이 5°로 되는 자세를 검출한다.

(C)시스템콘트롤 유니트(9) : 시스템콘트롤유니트(9)는 시스템콘트로울러(91) 및 조작보오드(92)를 갖추고, 자동차의 실내에 설치되어 있다.

시스템 콘트로울러(91)는 동상 합성회로(72 및 75)로부터 주어지는 애지머스 오차 신호 및 엘리베이션오차신호 및 복조회로(81)로 부터 주어지는 AGC신호에 의해서 또는 자이로스코프(C1 및 C2)로 부터 주어지는 에지머스방향 및 엘리베이션방향의 상대적 편이를 표시하는 자로이데이타에 의해서, 또는 조작보오드(92)를 통하여 주어지는 오퍼레이터의 지시에 의거하여, 애지머스 서어보 콘트로울러(A1) 및 엘리베이션서어보 콘트로울러(B1)에 지시를 주어 안테나의 자세제어를 실행한다.

이하 제4a도, 제4b도 및 제4c도에 표시한 흐름도를 참조하여 시스템콘트로울러(91)가 행하는 자세제어에 대하여 설명한다.

a. 초기 설정

시스템콘트로울러(91)는 메인스위치(85)가 투입되어 각부에 소정의 전압이 공급되면 S1(흐름도의 스텝에 부여한 번호를 표시. 이하 동일의미)에서 메모리, 레지스터 및 플래그등을 초기화하며, S2에서 방송위성의 서어치에 사용하는 레지스터에 초기치를 세트한다. 즉, 초시 상태에서는 서어치범위를 전역으로 설정하기 때문에, 엘리베이션방향의 서어치범위의 한정에 사용하는 레지스터(Eld 및 Elu)는 각각 엘리베이션방향의 하한치(Elmin) 및 상항치(Elmax)를 애지머스방향의 서어치 범위의 한정에 사용되는 레지스터(Azl 및 Azr)에 각각 애지머스방향의 기준치(O) 또는 최대치(Azmax)를 세트한다.

S3 내지 S7는조 작보오드(92)로 부터의 입력대기루우프이다.

이 루우프에 있어서, 자동차의 현재 지점을 나타내는 데이타가 입력되면 그것에 따라 방송위성의 앙각이 어느정도 특정이 됨으로, S4에 있어서 그것에 대응하는 엘리베이선방향의 서어치 범위를 한정하는 데이타를 레지스터(Eld 및 Elu)에 세트하고 또 방위각을 나타내는 데이타가 입력되면 그것에 의해서 방송위성의 방위가 어느정도 측정이 됨으로, S6에 있어서 그것에 대응하는 애지머스방향의 서어치범위를 한정하는 데이타를 레지스터(Azl 및 Azr)에 세트한다.

이때 조작보오드(92)에서 스타트 지시가 인력이 되면 루우프를 풀고, S8에서 레지스터(Az)에 애지머스방향의 서어치범위의 좌측 한계를 나타내는 레지스터(Azl)의 값을, 레지스터(El)에 엘리베이션방향의 서어치 범위의 하한계를 나타내는 레지스터(Eld)의 값을 세트하여, S9에 있어서 서어보콘트로울러(A 및 B1)에 레지스터(Az) 또는 레지스터(El)의 값을 전송한다.

이것에 따라, 각 서어보콘트로울러가 각 모터를 구동하여 레지스터(Az)의 값으로 표시되는 방위각과 레지스터(El)의 값으로 표시되는 앙각으로 특정이 되는 방향으로 각 안테나비임을 지향시킴으로, 그것에 요하는 시간을 S10에서 대기한다.

b. 서어치 처리 : 서어치 처리는 AGC신호에서 표시되는 수신레벨을 감시하면서 안테나 비임의 지향 방향을 순차로 갱신하여, 방송위성을 탐색하는 처리이다.

이것에 있어서 안테나비임의 지향방향의 갱신은 다음과 같이하여 이루어진다.

먼저 S16에 있어서 레지스터(El)의 값과 레지스터(Elu)의 값, 즉 엘리베이션 방향의 상측한계치와 비교한다. 레지스터(El)의 값이 상측한계치에 달하여 있지 않으면 W17에 있어서 레지스터(El)의 값을 1증가하고, S18에 있어서 그의 값을 엘리베이션 서어보콘트로울러(B1)에 전송한다.

이것에 의해서 엘리베이션서어보콘트로울러(B1)가 엘리베이션모터(31)를 구동하여 안테나 비임의 망각을 1스텝분 상향으로 갱신함으로 S19에 있어서 소정 시간을 대기한다.

이상을 반곡하여 레지스터(El)의 값이 상측한계치(Elu)에 달하면 S20에서 플래그(F2)를 세트하고 S21에 있어서 레지스터(Az)의 값과 레지스터(Azr)의 값, 즉 애지머스방향의 우측한계치와 비교한다.

레지스터(Az)의 값이 우측한계치에 달하여 있지 않으면 S22에 있어서 레지스터(Az)의 값을 1증가하여, S23에 있어서 그값을 애지머스 서어보콘트로울러(A1)에 전송한다.

이에따라 애지머스 서오보 콘트로울러(A1)가 애지머스 모터(21)를 구동하여 안테나 비임의 방위각을 1스텝분 우측방향으로 갱신함으로써, S24에 있어서 소정시간을 대기한다.

플레그(F2)를 세트한 후는 S25이하로 진행하며, 제리스터(El)의 값이 레지스터(Eld)의 값, 즉 엘리베이션방향의 하측한계치에 달하기 까지 레지스터(El)의 값을 1감소하면서 안테나비임의 앙각을 1스텝분 하양으로 갱신한다.

레지스터(El)의 값이 하측한계치(Eld)에 달하면 S29에 있어서 플래그(2)를 리세트하여, S21이하의 스텝에 있어서 안테나비임의 방위각을 1스텝분 우측방향으로 갱신한다.

즉 이 서어치 처리에 있어서는 레지스터(Azl,Azr,Eld, 및 Elu)의 값으로 한정되는 범위를 라스터 스캔하면서 방송위성을 탐색한다.

이 서어치 처리에 있어서 방송위성이 발견되지 않을때에는, S21 에서 S30으로 진행하여, 조작보오드(92)위에 갖춰진 표시기에 수신불능을 표시한후 S3에 복귀한다.

또 조작보오드(92)에서 스톱지시가 입력된때에는 곧 서어치처리를 종료하여 S3에 복귀한다.

상기의 서어치 처리에 있어서 방송위성을 발견하여 L레지스터에 격납한 수신레벨 소정레벨(Lo)을 초과하면 S13에서 S31로 진행하여 트랙킹처리를 행한다.

c. 트래킹처리 : S31에 있어서는 플래그(F1 및 F3)를 조사한다.

당초는 플래그(F1)를 리세트하고 있으므로 S32에 있어서는 이것을 세트하며 더우기 플래그(F3)를 리세트한다.

S33에 있어서는 애지머스 오차신호에 의거한 애지머스 방향의 위상차 데이터(ø), 엘리베이션 오차신호에 의거한 엘리베이션 방향의 위상차 데이타(θ), 애지머스 방향의 자이로데이터(gθ) 및 엘리베이션 방향의 자이로데 이터(gø)를 판독한다.

이후, S34에 있어서 자이로데이터(gθ 및 gø)를 각각 레지스터(Gθ 또는 Gø)에 세트하고, S35에 있어서 위상차 데이터(ø 및 θ)에 의해서 표시되는 현재의 안테나 자세에 대한 방송위성의 애지머스방향 및 엘리베이션방향의 편각 데이타를 각각 레지스터(Φ 또는 Θ)에 세트한다.

S36에 있어서는 레지스터(Az)에 레지스터(Φ)의 값을 가하며, 레지스터(El)에 레지스터(Θ)의 값을 가한다.

단, 레지스터(Az)의 값은 Az max를 법(法 ; modulus)으로 하고있으며 이 가산에 있어서 레지스터(Az)의 값이 Az max를 초과한 때에는 그것을 감한 값으로 한다.

S37에 있어서 각 서어보콘트로울러에 레지스터(Az) 및 레지스터(El)의 값을 전송하고, S38에 있어서 소정시간을 대기하고, S11에 복귀한다.

이상을 반복하여 방송위성을 트랙킹하나, 그 사이에 자동차가 터널이나 빌딩 그늘에 들어가면 수신레벨이 저하한다.

이때 수신레벨이 소정레벨(Lo)이하가 되면 S13에 있어서 트랙킹처리를 일시 중단하고 S14이하로 진행하여, 자이로제어처리를 실행한다.

d. 자이로 제어처리 : S14에 있어서는 플래그(F1)를 조사하나, 이플레그는 S32를 통하였을 때에 세트되어 있으므로, S39에 진행하고 또한 플레그(F3)를 조사한다.

트랙킹처리를 중단한 직후는 플레그(F3)를 리게트하므로 S40에 진행하며, 여기에서 플래그(F3)를 세트하고, 수신레벨의 저하가 지속하는 시간을 계측하기 위한 타이머(T)를 클리어하고 스타트 한다.

S41에 있어서는 애지머스방향의 자이로데이터(gθ) 및 엘리베이션방향의 자이로데이터(gø)를 판독한다.

레지스터(Gθ 및 Gø)에는 수신레벨이 저하하기 직전의 자이로데이타가 격납되어 있으므로, 자이로데이터(gθ)와 레지스터(Gθ) 값과의 차 및 자이로데이터(gø)와 레지스터(Gø)의 값과의 차는 각각 수신레벨이 저하하기 직전의 안테나 자세에 대한 현재의 안테나 자세의 애지머스방향 또는 엘리베이션방향의 편이에 상당한다.

그래서 S42에서 이차이분을 구하고, S49에서 이차이분에 의해 표시되는 수신레벨이 저하하기 직전의 안테나 자세에 대한 현재의 안테나 자세의 애지머스 방향 또는 엘리베이션방향의 편각 데이타를 각각 레지스터(Φ 또는 Θ)에 세트한다.

또한 S43에 표시된 식의 부호(-)는 안테나 자세의 상대적인 편이에 대한 데이타를 세트한다는 의미이다.

이후 S36으로 진행하나 이하의 설명은 상술하였으므로 생략한다.

즉, 방송위성의 트랙킹중에 수신레벨이소정레벨(Lo) 이하로 저하한 경우에는 자이로데이타에 의해서 고직전의 안테나 자세를 유지한다.

타이머(T)의 값이 소정시간(To)을 초과하기 까지에 수신레벨이 소정레벨(Lo)을 초과하면, S13에서 S31, S32로 진행하여 상기의 트랙킹처리를 재개하나, 고것까지의 사이에수신레벨이 회복되지 않을때에는 S44에서 S45이하로 진행된다.

S45에 있어서는 플레그(F1 내지 F3)을 리세트하고, S46에 있어서는 계속하여 서어치처리를 행하는 경우를 위해서, 레지스터(Azr,Azl,Eld 및 Elu)에 서어치범위를 한정하는 데이타를 각각 세트한다.

이 경우, 애지머스방향에 관하여는 자동차의 방위각에 의존하므로 전방향의 서어치 범위를 세트(레지스터Azr)에 최대치(Az max)를, 레지스터(Azl)에 기준치(Q)를 각각 세트)하나, 엘리베이선방향에 대하여는 자동차의 존재지점에 의존함으로 그때의 안테나유니트의 앙각을 나타내는 El레지스터의 값에 의거한 서어치 범위를 세트한다.

이후 S47에 있어서 조작보오드(92)상에 갖춘 표시기에 수신불능을 표시하고 S3으로 복귀한다.

또한 트랙킹 처리 및 자이로제어처리를 실행하는 사이에 조작보오드(92)에 의해서 스톱지시가 입력된대에는 S11에 있어서 곧 각각의 처리를 종료하고 S3에 복귀한다.

D. 마무리 : ①안테나에 대한 전파원의 상대적인 이동을 검출하여 안테나 자세를 제어하였으므로, 종래와 같은 큰 관성을 가진 대형대중량의 플라이휘일이나 대형의 레이트 자이로스코프가 불필요하게 된다.

②안테나군을 2조로 나눔으로써 엘리베이션방향의 관성이 저감되어서, 이 방향으로 구동하는 기구가 경량 소형화될 뿐만 아니란, 이들을 일체로 구동할때의 관성이 작게되었다.

이에 따라서 자동차등의 이동체의 격렬한 자세변화에 대한 응답성이 개선되어 양호한 통신을 확보할 수 있다.

③각 평면안테나의 출력을 동상으로 합성함으로써 각 평면안테나의 지향특성을 변화시킴없이 수신이득을 향상시킬 수 있다.

(2) 제2실시예

여기서 재차 제3b도를 참조하시기 바람.

상술한 바와같이, 이 제3b도는 제1a도 및 제1b도에 표시한 안테나 장치를 엘리베이션방향의 움직임에 주목하여 모식화한 것이며, 평면 안테나(41 및 43)(평면안테나(42 및 43)이라도 좋다)가 각각 회전축(111° 또는 121°)을 주심으로 회전하는 선형안테나로서 표시되어 있다.

이 경우, 각 안테나의 엘리베이션방향의 회전에 의해서 엘리베이션편각(ø)은 변화하나, 엘리베이션위상각(ø′)은 일정하게 된다.

결국, 엘리베이션 회동면내에서 격리되어 있는 안테나, 즉, 평면안테나(41과 43 또는 42와 44)의 수신신호의 위상차로부터 엘리베이션 편각(ø)을 직접 검출하는 것은 곤란한 것을 알 수 있다.

한편, 상술한 바와같이 각 오차신호는 베셀(Bessel)함수로 됨으로 다수의 의사적인 안정점이 생겨서, 제어오차의 가능성이 있는 것을 알았다.

예를들면 제8a도에 표시한 애지머스 오차신호(sinΘ)의 애지머스편각(θ)과의 관계를 표시한 그래프(S)를 참조하기 바람.

이것에 따라서 애디마스오차신호(sinΘ)의 교번주기가 애지머스편각(θ)의 주기(360°)에 대하여 훨씬 짧고, 안테나의 애지머스방향의 정규 안정점(SP (0))외에 단수의 의사안정점(...,SP(-1),SP(-2),SP(+1),SP(+2)...)이 나타나는 것을 알 수 있다. 이때문에, 적출한 오차신호를 그대로(특별한 조건부여를 하지 않는다는 정도의 의미)사용하여 자세제어를 행하면 편각이 큰 때에는 의사안정점에 안테나가 지향되어 버린다.

구체적으로는 애지머스 편각이 교번점(TP(-1)∼(T(+1))의 사이에 있으면 정규의 안정점(SP(0))으로 지향되나 교번점(TP(-2)∼TP(-1))의 사이에 있으면 의사안정점(SP(-1))으로 지향되고, 교번점(TP(+1)∼TP(+2))사이에 있으면 의사안정점(SP(+1))으로 지향된다.

그래서 이 제2실시예에 있어서는 이상의 문제점을 해결하고자 상술한 제1실시예에 개량을 가하였다.

이하 주로 이 개량점에 대하여 설명한다.

A. 기계시스템 : 기계적인 구성에 대하여는 상술한 제1실시예와 전혀 동일하므로 설명을 생략한다.

B. 신호처리 시스템 : 제2실시예에 있어서 신호처리시스템의 구성을 제5a도에 표시하였다.

(A) 안테나군(4), BC콘버어터군(5), BS튜우너군(6) : 이들에 대하여는 변경을 가하지 않으므로 상술한 설명을 참조하시기 바람.

(B) 동상 합성회로군(7) : 동상 합성회로군(7)은 동상합성회로(71,72,75) 위상 시프트회로(73) 및 D/A콘버어터(74)를 포함하고 있다.

여기서는 BS튜우너(61 및 62)의 출력의 동상 합성 및 그의 위상 시프트, BS튜우너(63 및 64)의 출력의 동상합성, 및 전자와 후자의 동상합성을 행하고 있다.

a. 위상시프트의 의의 : 동상 합성의 의의는 상술한 바와 같으므로 여기서위상시프트의 의의에 대하여 설명한다.

상술한 바와간이 이 안테나장치에 있어서는 각 안테나캐리지가 개별의 회전축을 가지고 있기 때문에 그 엘리베이션 방향의 회전이 엘리베이션 회전운동 면내에서 격리되어 있는 평면안테나(41과 43 또는 42와 44)의 수신신호의 위상차로서 직접 나타나지 않는다.

결국 이위상차에서 엘리베이션편각(ø)을 직접적으로 검출할 수 없기 때문에, 수신신호의 위상시프트를 행하여 이들의 평면안테나가 단일의 회전축을 중심으로 하여 회전한 상태를 만들어낸다.

제3c도 참조한다. 또한 이 제3c도는 설명의 편의를 위해서 제3b도를 재작성한 것이다.

지금 안네나(41 및 43)의 비임지향방향으로 방송위성이 존재(평면투영상을 생각코자함)하는 경우를 생각하면 안테나(43)와 방송위성과의 거리는 안테나(41)와 방송위성과의 거리보다 각 안테나사이의 수직거리(Lø°)맡믐 길게된다.

이수직거리(Lø°)는 엘리베이션각(El)을 사용한여 l ø·sin El로 표시되며, 안테나(41)의 수신호에 대한 안테나(43)의 수신신호의 위상지연은 2π·l ø·sin El/λ로 표시된다.

결국, 안테나(41)의 수신신호를 이 위상차(2π·lø·sin El/λ)만큼 지연되면 지연후의 안테나(41)의 수신신호와 안테나(43)의 수신신호와의 위상차는 엘리베이션편각(ø)에 의해서 초래된 것이라 할 수 있다.

그래서 위상시프트회로(73)에 있어서 안테나(41 및 42)의 동상 합성출력을 2π·lø·sin El/λ만큼 지연된후, 동상 합성회로(75)에서 안테나(43 및 44)의 동상 합성출력과 동상 합성한다.

b. 각 회로의 상세 : (a) 동상합성회고(71) : 제1실시예에서 사용되고 있는 동상합성회로(71)와 동일한 것이므로 특히 설명은 필요치 않을 것이다.

단, 이 경우는 그 출력이 위상시프트회로(73)의 단자(X′)에 주어진다.

(b) 위상시프트회로(73) : 위상시프트회로(73)는 제5b도에 표시된 바와같이 90° 스플리터 (731 및 732), 믹서(733 및 734) 및 콤바이너(735)로 구성되고, 동상 합성회로(71)의 출력신호(2cos ωt)의 위상을 전술한 안테나 사이의 수직거리(Lø′)에 의거한 위상차(2π·lø·sin El/λ)(이하 ε로 약칭함)만큼 시프트한다.

결국 단자(P)에는 위상차(ε)의 여현에 대응하는 시프트신호(cosε)가 주어진다.

이 신호는 후술하는 시스템 콘트로울러(91)에 의해서 그때의 안테나의 엘리베이션각(El)에 대응하여 출력된 디지탈데이타를 D/A콘버어터(74)에서 아날로그 변환한 신호이다.

단자(X′)에 주어진(2cosεt)는, 90°스플리터(731)에 의해서 믹서(733과 734)로 분배되며, 단자(P)에 주어진 신호(cosε)는 90°스플리터(732)에 의해 믹서(733과 734)에 분배된다.

믹서(733)에는 어느것이나 이상(移相)이 없는 신호가 주어지므로 2cosεt·cosε연산이 행하여져서, 믹서(734)에는 어느것이나 이상된 신호가 주어짐으로 2sin ωt·sinε인 연산이 행하여진다.

이들의 출력신호를 콤바이너(735)에서 가산함으로써 그 출력단으로부터 동상 합성회로(71)의 출력신호(2cos ωt)를 위상차(ε)만큼 이상된 신호(cos(εt-ε))가 얻어진다. 이 신호는 동상 합성회로(75)에 주어진다.

(c)동상 합성회로(72) : 제5c도에 표시한 바와같이 동상합성회로(72)에는 새로이 로우패스필터(72G)가 가하여진다.

결국 이 동상 합성회로(72)에 있어서는, 상술한 바와같이 BS튜우너(63 및 64)로 부터의 각 중간주파신호를 동상으로 합성한신호(2cos(ωt-Φ))를 생성하는 동시에, 그 중간에서 생성되는 애지머스 오차전압의 여현성분(Vcθ) 및 정현성분(Vsθ)을 적출한다.

또 애지머스 오차전압의 여현성분(Vc θ)은 로우패스필터(72c)에 의해서 믹서(724)의 출력신호(-cos(ωt-Φ)·cos(ωt-Φ-Θ))의 교류성분을 제거한 cosΘ인 직류신호이며, 그의 정현성분(Vcθ)은 로우패스필터(72H)에 의해 믹서(725)에 의해 출력된 출력신호(-cos(ωt-Φ)·sin(ωt-Φ-Θ))의 교류성분을 제거한 sinΘ인 직류신호이다.

이들의 신호는 A/D콘버어터(AD1)에 있어서 디지탈변환된 후, 슬립링을 통하여 시스템 큰트로울러(91)에 주어진다.

또한 애지머스 오차전압의 여현성분(Vc θ) 및 정현성분(Vs θ)을 제공하는 위상차 Θ는, 안테나(43)의 수신신호와 안테나(44)의 수신신호와의 위상차(안테나(41)의 수신신호와 안테나(42)의 수신신호와의 위상차와 동일)이며, 제3a도를 참조한 상술한 설명에 따르면, 2π·l θ·sinθ/π로 표현된다.

(d) 동상 합성회로(75) ; 제56도에 표시한 바와같이 동상합성회로(75)에는 새로이 로우패스필터(75G)가 가하여져 있다. 여기서는 위상시프트회로(73)의 출력과 동상 합성회로(72)의 출려을 동상 합성하는 동시에, 그의 중간에서 생성하는 엘리베이션 오차전압의 여혀넝분(Vcø) 및(Vsø)를 추출하고 있다.

동상합성의 신호처리과정은 상술한 동상 합성회로(71)와 같으며, 그 설명을 준용할 수 있으나, 설명중의 ωtf를(ωt-ε)로 Θ를 (Φ-ε)로 대체하는 것이 필요하다. 이 동상합성에 의해서 신호(4cos(ωt-ε))가 생성된다.

여기서 계수 “4”는 상술한 바와같이 4개의 평면안테나의 수신신호를 합성한 것을 나타낸다.

또, 엘리베이션 오차전압의 여현성분(Vcø)은 로우패스필터(75G)에 의해 믹서(754)의 출력신호(cos(ωt-Φ)·cos(ωt-ε))의 교류성분을 제거한 cos(Φ-ε)인 직류신호이며, 정현성분(Vsø)은 로우패스필터(75H)에 의해서 믹서(755)의 출력신호-cos(ωt-Φ)·sin(ω-ε)의 교류성분을 제거할 sin(Φ-ε)인 직류신호이다

이들의 신호는 A/D콘버어터(AD1)에 있어서 디지탈로 변환된 후, 슬립링을 통하여 시스템콘트로울러(91)에 주어진다.

또한 이들 애지머스 오차전압의 여현성분(Vcø)및 정현성분(Vs ø)을 주는 위상차(Φ-ε)는 안테나(41)의 수신신호와 안테나(43)의 수신신호와의 위상차(Φ)와, 안테나(41)와 안테나(43)와의 수직거리(Lø′)에 의거한 위상차(ε)와의 차(안테나(42) 및 안테나(44)의 관계와 같음)이며, 제3c도를 참조한 상술한 설명에 따르면 2π·l θ·sin ø/λ-2π·lθ·sin El/λ로 표현된다.

(c) 텔레비젼세트(8) : 동상 합성회로(75)의 출력은 비접촉형의 결합트랜스(Trs)를 통하여 텔레비젼세트(8)에 주어진다.

이 기능 및 구성은 상술한 제1실시예와 동일하며, 복조회로(81)내에서 분기한 AGC신호를 A/D콘버어터(AD2)에 의해 디지탈변환하여 시스템콘트로울러(91)에 주어진다.

C. 제어시스템

제어시스템은 시스템콘드롤유니트(9), 애지머스 드라이브콘트롤유니트(A), 엘리베이션 드라이브큰트롤유니트(B) 및 각종 센서등으로 구성된다.

(A) 각 드라이브 콘트롤유니트 : 애지머스 드라이브콘트롤유니트(A)는, 애지머스모터(21)를 구동제어하는 애지머스 서어보콘트로울러(A1) 및 애지머스모터(21)에 결합된 타이밍 제너레이터(A2)등으로 구성된다.

애지머스 서머보콘트로울러(A1)는, 타이밍 제네레이터(A2)가 검출하는 애지머스모터(21)의 회전(정역)에 대응한 전류치(정부)와 시스템콘트로울러(91)에서주어진 전류참조치(정부)에 의거하여 애지머스모터(21)를 구동제어한다.

엘리베이션드라이브콘트롤 유니트(B)는 엘리베이션모터(31)를 제어하는 엘리베이션서어보콘트로울러(B1)및 엘리베이선모터(31)에 결합된 타이밍 제네레이터(B2)등으로 구성된다. 엘레베이션 서어보콘트로울러(B1)는타이밍 제너레이터(B2)가 검출하는 엘리베이션모터(31)의 회전(정역)에 대응한 전류치(정부)와 시스템콘트로울러(91)에서 주어진 전류 참조치(정부)에 의거하여 엘리베이션모터(31)를 구동제어한다.

(B) 각종 센서 : 각종 센서의 주된 것은 자이로스로프(C1,C2), 로우터리 엔코우더(C3,C4), 리미트스위치(SWu, SWd), 및 전류센서나 각 속도센서(도시하지 않음)가 있다.

자이로스코프(C1 및 C2)는 안테나 캐리지(12)에 탑재되어 있다.

자이로스코프(C1)는 애지머스 방향으로 자유도를 가지며, 자이로스코프(C2)는 엘리베이션 방향으로 자유도를 가지고, 각각 자세변경이나 자동차의 이동등에 의한 애지머스 또는 엘리베이션 방향의 편이 각속도에 대응한 전압신호를 출력한다.

이들의 검출신호는 A/D콘버어터(AD1)에 의해서 디지탈변환된 후, 슬립링을 통하여 시스템콘트로울러(91)에 주어진다.

로우터리 엔코우터(C3)는 애지머스모터(21)에 결합되어 있으며, 회전대(13)의 회전각, 즉 애지머스 각을 검출한다.

이 경우, 안테나 비임이 자동차의 진행방향에 정대하는 자세를 기준으로, 우회전을 정으로 하는 각도검출을 행한다.

로우터리엔코우더(C4)는 엘리베이션모터(31)에 결합되어 있으며, 안테나 캐리지(11 및 12)의 회전각, 즉, 엘리베이션각을 검출한다.

이 경우 상술한 바와같이, 엘리베이션 기준선(안테나(41과 43 또는 42와 44)의 중심을 연결하는 직선)에 대한 편각을 상향을 정으로 하여 검출한다.

리미트스위치(SWu 및 SWd)는 동시에 엘리베이션구동기구(3)에 걸어 맞추어져 있으며, 안테나 비임의 엘리베이션각의 상하한을 검출한다.

본 실시예에서는 상술한 바와같이, 베이스(15)에 대하여 안테나비임이 65°상방을 지향하는 자세를 상한으로서여, 5°상방을 지향하는 자세를 하한으로서 하고 있다.

애지머스 서어보콘트로울러(A1)내 및, 엘리베이션 서어보콘트로울러(B1)내에는, 도시하지 않았으나, 각각 전류센서 및 각 속도센서가 갖추어져 있다.

이들의 센서는 각각 애지머스모터(21) 또는 엘리베이션모터(31)의 구동전류 및 그의 회전각속도를 전압신호로서 검출한다.

이들의 검출신호는 A/D콘버어터(AD3)를 통하여 시스템콘트로울러(91)에 주어진다.

(C) 시스템콘트롤 유니트(9), 시스템콘트롤 유니트(9)는 시스템콘트로울러(91) 및 조작보오드(92)를 갖추고, 자동차의 실내에 설치되어 있다.

시스템콘트로울러(91)는 조작보오드(92)로부터의 오퍼레이터의 지령에 따라서 방송위성의 서어치 및 트랙킹(추적)를 실행한다.

a. 제어개략 : 여기서 본실시예 시스템으로 실행되는 안테나(41 내지 44)의 자세제어를 제6a도에 도시한 블록다이아그램을 참조하여 설명한다.

이 블록다이아그램은, 애지머스방향의 자세제어에 관하여 표시한 것이다.

그러나, 엘리베이션방향의 자세제어에 관하여도 전혀 동일하므로 도면 및 그것의 설명을 생략한다.

지금 애지머스방향의 자세제어의 참조 에지머스각(Azo)이 주어지고, 소정의 보상을 행하여 전류(Dθ)에 의해 모터(21)를 구동하고 있다고 가정한다.

블록(FA)은 모터(21)의 전기자(armature)회로를 나타내고, RA는 전기자 저항을, tA는 시정수를 표시한다.

이 구동에 의해서 모터(21)의 전기자 회로에 Iθ인 전류가 흘러서, 모터(21)의 출력축데는 전기자 전류(Iθ)에 비레한 토오크가 발생한다.

결국 블록(FB)은 비례요소이며, 정수(KB)는 토오크 정수를 나타내고 있다.

이 토오크는 자동차의 이동에 의한 토오크외란(T1_L)를 받는다.

모터(21)에 발생한 토오크는 회전대(13)를 회동하며, 안테나비임의 애지머스각을 갱산한다. 그 각속도(Qθ)는 토오브의 적분치에 비례하며, 갱신애지머스각은 또한 그의 적분치에 비례한다.

블록(FC)은 전자의 함수를 표시하며, 블록(FD)은 후자의 함수를 표시한다.

또한 J1은 애지머스 구동기구(2)나 회전대(13)등의 관성에 의한 비례정수이다.

갱신된 안테나비임의 지향방향은 자동차의 이동방향에 의한 각속도 외란(Az) 받아서, 실제의 방송위성의 방향으로 부터 어긋난다.

이상과 같이 애지머스 방향의 자세제어의 참조 애지머스각(Azo)에 의거하여 설정한 전류(Dθ)에 의한 안테나(41내지 44)의 자세제어는 전기적인 손실이나 자동차의 이동등에 의한 외란에 의해 기대되는 결과에서 어긋난다.

그래서 본 실시예에서는 각도제어루우프, 속도제어루우프 및 전류제어루우프를 설치하고 있다. 각도제어 루우프는 동상 합성회로(72)에 있어서 검출하는 안테나비임의 지향방향과 방송위성의 방향의 애지머스각의 편차, 즉, 애지머스 편각(θ)을 피이드백 하나, 이 애지머스각에는 상술한 바와같이 안테나비임의 지향방향의 움직임에 외란이 중첩되어 있으므로, 이 애지머스편각(θ)에서, 로우터리 엔코우더(C3)가 검출한 애지머스각(Az)을 감한 외란만을 피이드백하고 있다.

블록(F1 및 P2)은 비례요소이며, K1, K2는 비례정수를 나타낸다.

그런데 애지머스편각(θ)은, 안테나(41내지 44)에 의한 수신이 없을 때에는 얻지 못한다. 따라서, 그 경우에는 애지머스편각(θ)에 대체하여 자이로스코프(C1)가 검출한 안테나(41 내지 44)의 애지머스방향의 각속도(Gθ)(이하, 애지머스방향의 자이로데이타라 말함)을 적분하여 사용이 된다.

블록(F3)은 이 적분을 나타내며, 블록(F11 및 F31)은 이들의 전환을 나타내고 있다.

속도제어루우프는 각속도 외란을 보상한다.

이 경우에도, 상기와 마찬가지로 각속도 외란을 포함한 안테나(14 내지 44)의 애지머스 방향의 각속도, 즉 자이로스코프(C1)에 의한 애지머스방항의 자이로데이타(Gθ)로부터, 각 속도센서가 검출한 모터(21)의 각속도(Qθ)를 감함으로써, 각 속도외란만을 추출하여 피이드백된다.

블록(F5 및 F6)은 비례요소이며, K5 및 K6은 그의 비례정수이다.

단, 이 경우, 수신레벨의 저하가 있으며, 이미 자이로데이타(Gθ)를 각도제어루우프로 피이드백하고 있을때에는 자이로데이타(Gθ)의 중복을 블록(F61)에서 저지한다.

전류제어루우프는 전류센서가 검출한 모터(21)의 구동전류(Iθ)에 의해 모터(21) 및 구동회로의 전기적인 손실을 보상한다.

블록(F4)은 비례요소이여, K4는 그의 비례정수이다.

이 제어처리에 있어서는 참조각(Azo)에 대하여 각도제어루우프에 의한 각도외란의 보상을 시행하여 21을 얻으면, 블록(F7)에 있어서 비례적분보상(미례정수(K7), 시정수(t7)를 시행하여 Z2를 얻어서 또한 속도제어루우프에 의한 각속도외란의 보상 및 전류제어루우프에 의한 전기적인 손실의 보상을 시행하여 Z3을 얻는다.

이 값을 비례블록(F8)(비례정수K8)에 있어서 갱신각에 대응하는 전류치로 변환하여, 모터(21)를 구동한다.

단, 본실시예 장치는 자동차에 탑재되어 있으므로, 전원의 보호의 필요에서, 블록(F9)에 있어서, 전류제한을 행하여, 제한후의 전류(Dθ)에 의해 모터(21)를 구동한다.

이것에 따라서 오프세트을 제거하기 위한 비례적분보상(F7)을 포함한 각도제어루우프에 전류제한이 부가되나, 그의 내측에 속도제어루우프 및 전류제어루우프가 구성되어 있으므로, 비례적 분보상과 전류제한의 조합에 의한 와인드업 현상은 생기지 않는다.

결국, 본실시예에 있어서는 각도제어루우프의 내측에 속도제어루우프 및 전류제어 루우프를 구성하고 있으므로, 오프세트가 없는 고속응답제어를 실현하는 동시에 와인드업 현상이 생기는 일없이 전원을 보호하고 있다.

b. 제어상세 : 이상의 제어처리는 시스템콘트로울러(91)에 의해서 초래된다.

이하. 제7a도, 제7b도, 제7c도 및 제7d도에 도시한 흐름도를 참조하여 시스템콘트로울러(91)의 제어동작을 설명한다.

(a)초기설정 : 시스템콘트로울러(91)는 메인스위치(85)가 투입되어서 각부에 소정의 전압이공급외면, S101에 있어서 메모리, 레지스터 및 플래그등을 초기화하고, S102에 있어서 방송위성의 서어치범위를 초기화한다.

이 서어치는 후술하는 설명에서 명백이 될것이나, 소위 헬리컬 스캔이며, 당초는 레지스터(Eld 및 Elu)에 각각 엘리베이션각의 최소치 및 최대치를 격납하여 전역의 헬리컬 스캔을 세트하고 있다.

S103 내지 S105는 조작보오드(92)로부터의 입력 대기루우프이다. 이 루우프에 있어서, 자동차가 주행하는 지역의 데이타가 입력되면 그것에 따라 방송위성의 앙각이 어느 정도 측정되므로, S104에 있어서 그것에 대응하는 서어치범위를 세트한다. 이후 조작보오드(92)로부터 스타트지시가 입력이 되면 루우프를 풀고 S106에 진행한다.

(b) 서어치 처리 :

S106에 있어서는, 안테나(41 내지 44)의 엘리베이션각을 서어치개시각(Eld)(레지스터(Eld:의 값을 나타낸다. 이하 같음.)으로 세트한다. 이 경우 로우터리 엔코우더(C4)의 검출엘리베이션각(El)을 감시하면서, 엘리베이션서어보 콘트로울러(81)에 대하여 엘리베이션모터(31)의 구동을 지시하여, 그것이 서어치개시각(Eld)에 일치하면 구동정지를 지시한다.

S107에 있어서는 방송위성의 서어치에 사용하는 레지스터(Rl,Ra 및 Re)를 클리어하고, S108에 있어서는 애지머스 구동전류(D_θ)를 높은 값으로 엘리베이션 구동전류(D_ø) 낮은 값으로, 각각 세트하여 애지머스 서어보 콘트로울러(A1) 및 엘리베이션 서어보콘트로울러(B1)에 향하여 출력하고, 애지머스모터(21) 및 엘리베이션(31)의 구동을 지시한다. 이에 따라서 안테나(41 내지 44)는 애지머스방향으로 고속연속회전되면서 엘리베이션방향으로 저속으로 자세변경되어서 안테나 비임이 나선을 그리는 헬리컬 스캔이 개시된다.

이후 S109 내지 S114에 있어서 헬리컬 스캔에 의해서 최대의 수신레벨을 얻는 안테나 자세를 탐색한다.

결국 S110에 있어서 복조회수(81)로부터의 수신레벨(L)(AGC신호)를 판독하여, S111에 있어서 로우터리 엔코우더(C3 및 C4)가 검출한 애지머스각(Az) 및 엘리베이션각(El)을 판독하여 S112에 있어서, 이때의 수신레벨(L)과 레지스터(Rl)에 격납되어 있는 그것까지의 수신레벨의 최대치를 비교하여, 전자의 쪽이 클때에는 S113에 있어서, 이때의 수신레벨(L), 애지머스각(Az) 및 엘리베이션각(El)을 각각 레지스터(Rl,Ra 및 Re)에 격납한다. 설정서어치범위의 헬리컬 스캔을 종료하면 엘리베이션각(El)이 서어치 종료각(Elu)을 초과함으로, 5116에 있어서 각 서어보콘트로울러에 정지를 지시하여 서어치 처리를 종료한다. 이때 레지스터(Rl)에는 설정서어치범위에 있어서, 수신레벨의 최대치가 레지스터(Ra 및 Re)에는 그것을 얻는 애지머스각 또는 엘리베이션각이 각각 격납되어 있다. 그래서 S117에 있어서 레지스터(Rl)의 값과 최저수신레벨(Lmin)와 비교한다. 헬리컬 스캔에 의해서 서어치한 범위에 방송위성이 없을때에는 레지스터(Rl)의 값이 최저수신레벨(Lmin) 이하로 되므로 그 경우에는 S118에 이어서 수신불능을 표시하고 S103에 복귀하나, 바르게 방송위성에서의 전파를 수신하고 있으며 레지스터(Rl)의 값이 최저수신레벨(Lmin)을 초과하므로, S119에 있어서 레지스터(Ra 및 Re)의 값에 의해 표시되는 자세로 안테나를 세트한다. 이것은 로우터리엔코우더(C3 및 C4)에 의한 애지머스각 및 엘리베이션각(El)을 감지하면서 서어보콘트로울러(A1 및 B1)을 통하여 각 모우터(21 및 31)을 제어함으로써 이루어진다.

최대의 수신레벨을 얻는 자세로 안테나를 세트하면, S120에 있어서 재차 애지머스각(Az) 및 엘리베이션각(El)을 판독하고, S121에 있어서 그것들을 참조하여 애지머스 각 및 참조엘리베이션각으로 각각 레지스터(Azo 및 Elo)에 격납한다.

이후는 S122에 있어서 후술하는 애지머스 오차전압 및 엘리베이션 오차전압의 보정에 사용하는 레지스터(Aq^-,Acw,Accw,Eq^-,Ecw 및 Eccw)를 클리어하여, S123 내지 S144 루우프에 있어서, 제6a도에 표시한 제어루우프에 따른 안테나(41 내지 44)의 자세제어를 행한다.

(c) 트랙킹처리 :

여기서는 먼저 S124에 있어서 애지머스 각(Az)과 엘리베이션각(El)을 판독하고, S125에 있어서는 엘리베이션각(El)에 의해서 초래되는 안테나(41 및 43)과 안테나(42 및 44)와의 수직거리(L_ø′)에 의한 위상차(ε)를 ROM 테이블로부터 판독하여, 그것을 출력한다. 이 데이타는 상술한 바와 같이 D/A 콘버어터(74)에 의해서 전압치로 변환되어서 위상시프트회로(73)에 주어지고, 안테나(41 및 43)의 합성'수신신호를 시프트한다.

S126 내지 S129에 있어서는 수신레벨(L)을 판독하고 그 값이 최저수신레벨(Lmin)을 초과하고 있으며 A레지스터(1)를 격납하여, 그것 이하이면, A레지스터에 0을 격납한다.

이 A레지스터의 값은 상술한 제어 파라미타의 전환(블록 F11, F31 및 F61)에 사용된다.

S130에 있어서는 애지머스 모터(21)의 구동전류(I_θ) 및 엘리베이션모터(31)의 구동 구동전류(I_ø)를 판독하고, S131에서는 애지머스모터(21)의 각속도(Q_θ) 및 엘리베이션모터(31)의 각속도(Q_ø)를 판독하며, S132에서는 외란을 포함한 안테나(41 내지 44)의 애지머스방향의 각속도, 즉 자이로데이타(G_θ) 및 외란을 포함한 안테나(41 내지 44)의 엘리베이션방향의 각속도, 즉 자이로데이타(G_ø)를 판독한다. 더우기 S133에 있어서는 애지머스 오차전압의 여현성분(Vc_θ) 및 정현성분(Vs_θ) 및 엘리베이션오차전압의 여현성분(Vc_ø)및 정현성분(Vs_ø)을 판독한다. 상술한 바와 같이 애지머스 오차전압의 여현성분(Vc_θ)는 cosΘ인 직류성분, 그의 정현성분(Vs_ø)는 sinΘ인 직류성분이고, 엘리베이션오차전압의 여현성분(Vc_ø)은 cos(Φ-ε)인 직류성분, 그의 정현성분(Vs_ø)는 sin(Φ-ε)인 직류성분이다. 또 Θ는 제3a도를 참조한 상술한 설명에 따라 2π·l_θ·sinθ/λ로 표시되며, (Φ-ε)는 제3c도를 참조한 상술한 설명에 따라서 2π·l_θ·sinø/λ-2π·l_θ·sinEl/λ로 표시된다. 즉 각성분 Vc_θ,Vs_θ,Vc_ø및 Vs_ø는 각각 베셀함수로 된다.

제8a도에 표시한 그래프 C는 애지머스 오차전압의 여현성분(Vc_θ)을 그래프(S)는 애지머스 오차전압의 정현성분(Vs_θ)을 각각 나타낸다. 여기서 그래프 S에 주목하면 애지머스 편각이 0°일때에 전압이 0[mV]로 되므로, 애지머스 오차전압의 여현성분(Vc_θ)를 피이드백하면 방송위성(전파원)을 자동 추적하는 것이 예상될 것이다. 이것을 그래도 피이드백한 경우에는 자동추적이 -180°＜Θ＜ +180°의 범위로 한정이 된다. 결국 TP(-1)~TP(+1)의 범위내이면 정규의 안정점(SP(0))에로의 인입이 가능하게 되나, 이 범위를 초과하면 유사안정점에로의 인입이 행하여져 버린다. 예컨대 TP(+1)∼TP(+2)의 범위에서는 유사안정점((SP(+1))에로의 인입이, TP(-1)∼TP(-2)의 범위에서는 유사안정점((SP)(-1))에로의 인입이 행하여진다.

본 실시예 장치에 있어서는 TP(-1)는 약 -2.2°이며 TP(+1)은 약 +2.2°이나 여기에 그래프(P)에 의해서 안테나비임(합성비임)의 패턴을 중복 도시한 바와 같이, 안테나 비임의 반치(half-value)각은 이 인입범위의 외측에 있기 때문에, 위상안정점에로의 인입은 충분하게 예상이 된다. 이것을 방지하기 위해서, 본 실시예 장치에 있어서는, 애지머스 오차전압의 여현성분(Vc_θ)와 정현성분(Vs_θ)과에 의해 애디머스 편각의 상한(象限)을 설정하여, 그것에 의해서 정현성분(Vs_θ)의 부호를 보정하여 애지머스 오차전압(V_θ)을 구하여, 피이드백하고 있다.

구체적으로는 제8b도에 표시한 바와 같이 애지머스 오차전압의 여현성분(Vc_θ)를 Y축에, 정현성분(Vs_θ)를 X축에 있어 I-IV상한을 설정한다. 여기에 표시된 그래프는 제8a도에 표시한 여현성분(Vc_θ)과 정현성분(Vs_θ)의 사상이나 애지머스 편각이 정측으로 변화할때에는 안정점(SP(0))으로부터 우회전으로 이 그래프위를 이동하며, 부측하여 변화할때에는 안정점(SP(0))으로부터 좌회전으로 이 그래프위를 이동한다.

따라서 애지머스 편각의 변화를 추적하면서 그것을 복귀하고자 정현성분(Vs_θ)의 부호를 보정하여 애지머스 오차전압(V_θ)을 구한다.

또한 이것과 전혀 같이하여 엘리베이션 오차전압(V_ø)을 구하나, 중복을 피하기 위해 도시 및 설명을 생략한다.

이상의 보정처리는 S134에서 이루어지고 그 상세한 것을 제7d도에 표시한 흐름도를 참조하여 설명을 한다.

여기서는 먼저 S201에 있어서는 오차전압의 여현성분(Vc_θ) 및 정현성분(Vs_θ)에서 애지머스 편각의 상한을 구하고, S202에 있어서 그 상한을 레지스터(Aq)에 격납한다.

계속한 설명에서 명백하게 될 것이나 레지스터(Aq^-)에는 과거의 상한이 격납되어 있으나(최초는 0) 이것이 다른 때에는 S204에 있어서 이들의 레지스터의 값을 조사한다.

레지스터(Aq^-)의 값이 제1상한을 표시하고, 레지스터(Aq)의 값이 제II상한을 표시할때에는 애지머스 편각이 우회전(제8b도에 있어서 방향을 말한다. 이하 같음)으로 변화되어 있는 것이 되나, 이 경우, 안정점(SP(0))으로부터의 우회전의 변화와 안정점(SP(0))으로부터의 좌회전으로 변화한때의 복귀에서의 우회전의 변화를 구별할 필요가 있다.

그것은 좌회전의 회수를 계수하기 위한 좌회전 레지스터(Accw)의 값을 조사하면 좋고, 그 값이 0이라면 적어도 과거에 있었던 좌회전에 변화에 대하여는 복귀를 끝내고 있으므로 S206에 있어서 우회전의 회수를 계수하기 위한 우회전 레지스터(Acw)를 1카운트업 한다.

이하 마찬가지로 레지스터(Aq^-)의 값이 제II상한을 표시하며, 레지스터(Aq)의 값이 제I상한을 표시할 때에는 애지머스 편각이 좌회전으로 변화되어 있는 것이 됨으로, 좌회전 레지스터(Accw)의 값이 0인 것을 조건으로 S208에 있어서 우회전 레지스터(Acw)를 1카운트다운하여, 레지스터(Aq₁)의 값이 제III상한을 표시하며 레지스더(Aq)의 값이 제IV상한을 표시할때에는 애지머스 편각이 우회전을 변화되어 있는 것이됨으로, 우회전 레지스터(Acw)의 값이 0인 것을 조건으로 S210에 있어서, 좌회전 레지스터(Accw)를 1카운트 다운하여, 레지스터(Aq₂)의 값이 제IV상한을 나타내고, 레지스터(Aq)의 값이 제III상한을 나타낼 때에는 애지머스편각이 좌회전을 변화되어 있는 것이 됨으로, 우회전 레지스터(Acw)의 값이 0인 것을 조건으로 S212에 있어서 좌회전 레지스터(Accw)를 1카운트업한다.

S213에 있어서는 상기한 다른 경우도 포함하며, 애지머스 편각의 상한에 변화가 있을 때에 레지스터(Aq)에 격납하고 있는 현재의 상한을 레지스터(Aq^-)에 격납한다.

이와 같이 애지머스 편각이 우회전으로 변환한 경우에는 우회전 레지스터(Acw)의 값이 1이상으로 되고, 좌회전으로 변환한 경우에는 좌회전 레지스터(Accw)의 값이 1이상으로 된다. 그래서 우회전 레지스터(Acw)의 값이 1이상으로 현재의 애지머스 편각의 상한이 제III 또는 제IV상한이라면 S126에 있어서 애지머스 오처전압의 정현성분(Vs_θ)의 부호를 바꾸어서 애지머스 오차전압(V_θ)을 설정하고, 좌회전 레지스터(Accw)의 값이 1이상으로, 현재의 애지머스편각의 상한이 제I 또는 제II상한이라면, S219에 있어서, 애지머스 오차전압의 정현성분(VS_θ)의 부호를 변화시켜서 애지머스 오차전압(V_θ)를 설정하며, 그것 이외일때에는 S220에 있어서 애지머스 오차전압의 정현성분(Vs_θ)에서 애지머스 오차전압(V_θ)를 설정한다. 이것에 따라서 애지머스 편각이 상술한 TP(-1) 내지 TP(+1)의 범위를 초과하여 변화하고, 애지머스오차의 정현성분(Vs_θ)이 교번한때에도 바르게 안정점(SP(0))에로의 인입이 가능하게 된다. S221에 있어서는, 기재를 생략하였으나, 상기의 S201 내지 S220와 전혀 같은 처리순서로 엘리베이션 오차전압(V_ø)을 설정한다.

이후 제7c도의 흐름도의 S135에 있어서, 애지머스 오차전압(V_θ) 및 엘리베이션 오차전압(V_ø)의 값으로 ROM 테이블을 참조하여 애지머스편각(θ) 및 엘리베이션편각(ø)을 구한다.

S136에 있어서는 애지머스 편각(θ), 애지머스각(Az), 애지머스방향의 자이로데이타(G_θ), 애지머스모터(21)의 구동전류(I_θ) 및 각 속도(Q_θ)를 사용하여 상술한 각 피이드백루우프에 있어서 제어파라미터(Y1 내지 Y6)를 구하고 있다. 결국 애지머스 편각(θ)에 정수(K1)를 곱하여 레지스터(Y1)에 격납하고, 애지머스각(Az)에 정수(K2)를 곱하여 레지스터(Y2)에 격납하고, 화분법에 의해서 자이로데이타(G_θ)를 적분하여 레지스터(Y3)에 격납하고 구동전류(I_θ)에 정수(K4)를 곱하여 레지스터(Y4)에 격납하고, 각 속도(Q_θ)에 정수(K5)를 곱하여 레지스터(Y5)에 격납하고, 자이로데이타(G_θ)에 정수(K6)를 곱하여 레지스터(Y6)에 격납하고 있다.

S137에 있어서는, 참조각(Azo)에 각도제어루우프에 의한 외란의 보상을 시행하여, 상술한 Z1을 구하면, 그것을 비례 적분하여 상술한 Z2를 구하고, 또한 그것에 속도 제어루우프에 의한 각속도외란의 보상 및 전류제어루우프에 의한 전기적인로스의 보상을 시행하여 상술한 Z3을 구한 후, 그것을 모터(21)의 구동전류치로 환산하여 상술한 Z4를 구하고 있다.

이 경우, 각도외란의 보상에 있어서는 레지스터(A)의 값이 1이라면, 파라미터(Y1과 Y2)와의 차를 참조각(Azo)에 가하고, 레지스터(A)의 값이 0이면 파라미터(Y3와 Y2)와의 차를 참조각(Azo)에 가한다(오우버라인은 부정을 나타냄). 또 각도속도외란의 보상 및 전기적인 손실의 보상을 동시에 행하고. 화분법에 의해 구한 Z1의 비례적분치(22)에서 파라미터(Y4)를 감하면, 레지스터(A)의 값이 1이라면 파라미터(Y6과Y5)와의 차를 가하고, 레지스터(A)의 값이 0이라면, 파라미터(Y5)만을 가한다.

S135 내지 S142에 있어서는, 상술한 전류제한을 행하고 있다. 이것에 있어서는, 각종의 보상을 행한후의 참조 애지머스각을 모터(21)의 구동전류치로 환산한 값(Z4)을 최대 역전구동전류(-D_θhi)이상 최대 정전 구동전류(D_θhi)이하의 값으로 조정하여, 애지머스 구동전류(D_θ)를 설정하고 있다.

S143에 있어서, 이상과 전혀 마찬가지의 순서에 의해서 엘리베이션 구동전류(D_ø)를 설정하면 S144에 있어서 구동전류(D_θ,D_ø)를 애지머스 서어보콘트로울러(A1) 및 엘리베이션 서어보콘트로울러(B1)에 향하여 출력하며, 애지머스모터(21) 및 엘리베이션모터(31)의 구동을 지시하고, S123에 복귀한다.

(d) 처리의 종료 :

이상 설명한 각 처리는 조작보오드(92)로부터의 스톱지시의 입력에 의해서 수시종료시킬 수 있다. 즉 헬리컬 스캔에 있어서는, 스톱지시의 입력에 의해서 S115에서 서어치 처리를 종료하고, S103에 복귀하며, 트랙킹 제어에 있어서는 스톱지시의 입력에 의해서 S145에서 트랙킹 처리를 종료하는 S103로 복귀한다.

C. 변형 :

그런데 상기의 자세제어에 있어서 비례정수(K1과 K2)와의 사이에 K2=-K1인 관계를 비례정수(K5와 K6)과의 사이에 K6=-K5인 관계를 각각 갖게 함으로써, 비례적분처리를 행함이 없이 오프세트를 제거할 수 있는 것을 알았다.

이것에 의거한 자세제어의 블록다이어그램을 제6b도에 표시함이 제6b도를 참조하면 상술한 제6a도에 블록(F7)에 표시되어 있는 비례적분처리가 생략되어 있을 뿐만 아니라, 블록(F3)에 표시되어 있는 자이로데이타(G_θ)의 적분처리가 생략되어 있다. 이것은 비례적분처리를 행하지 않기 때문에, 각도제어루우프, 속도제어루우프 및 전류제어루우프의 작용점(보상을 행하는 점)이 일치한 것에 의한 것이다. 따라서 전환함수도 F11만으로 되고, 제어는 간단화된다.

구체적으로는 시스템콘트로울러(91)의 제어동작중, 제7c도에 표시한 플로우의 S134 및 S135에 있어서 처리내용이 간략화가 된다. 즉 S134에 있어서는, 제어파라미터(Y3)를 구하는 연산이 불요하게 되고, 또 S134에 있어서는 Z1,Z2 및 Z3를 구하는 연산에 대체하여 Azo+AY1-Y2-Y4-Y5+Y6 연산을 행하여 직접 Z3을 구한다. 이들 다른 변경이 없기 때문에 새로운 플로우차아트는 표시되지 않았다.

D. 마무리

① 엘리베이션회동면에서 격리된 2개의 안테나는 각 비임을 평행으로 유지하는 것을 조건으로 별체로 자세변경이 되나, 한편의 안테나의 수신신호의 위상을, 각 비임에 평행한 임의 직선상에 투영한 각 안테나의 방사점간 거리에 대응하는 위상만큼 시프트한 것에 의해서, 각 안테나에 있어서 수신한 신호의 위상차에서 전파의 도래방향을 검출하는 것이 가능하게 되었다. 결국 복수의 안테나를 별체로 구동할 수 있기 때문에, 가동부의 관성이 작게되고 장치의 소형화에 크게 유리하게 된다. 특히 평면 안테나를 사용하는 경우에는, 분할에 의해 입체적인 동작범위를 작게 할 수 있으므로 그의 로우프로파일성을 충분하게 활용할 수가 있다.

② 각 안테나의 수신신호의 위상차를 서로 직교하는 함수(정현, 여현함수)로서 추출하여, 그의 부호에 의해서, 안테나비임의 전파원의 방향에 대한 편각의 위상을 복수상한(예를들면 4개)으로 나누어, 과거에서 현재에 이르는 당해 상한의 변화를 역으로 더듬도록 추출한 각 안테나의 수신신호간의 위상차를 보정함으로써, 의사안정점의 영향에 의한 포인팅에러를 완전하게 제거할 수가 있다.

③ 자세제어에 있어서는, 외란을 나타나는 정보를 구하여 구동정보를 보상하고 있으므로, 외란의 영향에 의해서 구동수단의 구동을 과대 또는 과소하게 설정할 가능성은 없이되고, 제어의 안정성이 높게 되었다.

이 경우, 외란정보를 복수시스템으로 구하여 구동정보를 보상함으로써 어느 것 인가의 시스템이 건전하다면 그것에 의한 보상이 행하여지기 때문에, 자세제어에 대한 신뢰성은 높게되고, 또 구동수단의 실제의 구동강도를 표시하는 강도정보를 검출하고 그것에 따라서 구동정보를 보상하면 외란정보에 의한 보상에 이상이 있는 경우에도 바른 구동정보를 설정하는 것이 가능하게 되고, 제어자세의 안정성에 대하는 신뢰성은 일층 높게 된다. 결국 이 제2실시예에서는 외란정보에 의한 구동정보의 보상루우프에 오프세트의 방지 및 고속응답화를 위해 적분요소를 부가하며, 또한 보상의 이상에 의한 구동수단의 과대구동을 방지하기 위해서 구동정보에 대한 제한을 행하고 있으므로, 이 제한이 외란정보에 의한 보상의 이상에 대하여 소세적으로 작용을 하여도 강도정보에 의한 보상으로 시스템이 안정하기 때문에, 적분요소를 포함한 보상루우프가 폭주하는 소위 와인드업 현상이 효과적으로 방지할 수 있다.

(3) 그밖에 :

상기의 제1 및 제2실시예로서는 개시한 기술의 개개의 주목을 하면, 여러가지의 변형이나 응용이 생각된다. 예를들면 자세제어만을 주목하면 마찬가지의 기술이 로보트등의 자세제어에 그대로 적용할 수 있다. 또 수신신호에 의한 방위의 검출에 있어서도 하나의 방향만의 제어를 필요로 하는 것이라면 상기의 제어의 한편을 선택하면 좋다. 이들은 상기 실시예에 개시된 내용으로부터 명백하므로 구태여 그것에 관한 설명은 행하지 않는다.

더우기 자이로스코프를 지자기센서등으로 치환변형이나 좌표계의 설정의 수단의 변형등은, 당업자이면 용이하게 알 수가 있으므로, 그들을 일일이 열거할 필요는 없을 것이다.

Claims (14)

1. 제1, 제2 및 제3수신안테나(43,44,41,제2a도) ; 상기 제1, 제2 및 제3수신안테나의 방사 로브를 평행으로 유지하며, 또한 상기 제1 및 제2수신안테나의 방사로브를 포함한 평면과, 상기 제1 및 제3수신 안테나의 방사로브를 포함하는 평면을 수직으로 유지하며, 상기 제1 및 제2 및 제3수신안테나를 제1방향 및 이것과 직교하는 제2방향으로 이동자유롭게 지지하는 지지수단(131∼134,제1a도), 상기 제1, 제2 및 제3수신안테나를 상기 제1방향으로 구동하는 제1구동수단(3,31,32,제1a도) ; 상기 제1, 제2 및 제3수신안테나를 상기 제2방향으로 구동하는 제2구동수단(2,21,22,제1b도) ; 상기 제1수신안테나의 수신신호와 상기 제2수신안테나의 수신신호와의 위상차에 대응하는 제1위상차신호를 검출하는 제1위상차 검출수단(72,제2a도), 상기 제1수신안테나의 수신신호와 상기 제3수신안테나의 수신신호와의 위상차에 대응하는 제2위상차신호를 검출하는 제2위상차 검출수단(75,제2a도) ; 및 상기 제1 및 제2위상차 신호에 의거하여 전파원의 방향을 구하여, 상기 제1 및 제2구동수단을 각각 구동제어하는 제어수단(91,제2a도) ;을 갖춘것을 특징으로 하는 안테나장치.
2. 제1항에 있어서, 추가로 상기 제1, 제2 및 제3수신안테나중 적어도 2개 수신안테나의 수신신호를 동상합성하는 동상합성수단(71,72,75,제2a도)을 갖춘것을 특징으로 하는 안테나장치.
3. 제1수신안테나 및 제2수신안테나를 포함한 제1안테나 군(43,44,제2a도) ; 상기 제1 및 제2수신안테나의 방사로브를 평행으로 유지하며 상기 제1안테나군을 제1방향으로 이동자유롭게 지지하는 제1지지수단(121,제1a도) ; 제3수신안테나를 포함한 제2안테나군(41,42,제2a도) ; 상기 제3수신안테나의 방사로브를 상기 제1 및 제2수신안테나의 방사로브와 평행으로 유지하고 또한 상기 제3 및 제1수신안테나의 방사로브를 포함한 평면을 상기 제1 및 제2수신안테나의 방사로브를 포함한 평면과 수직으로 유지하며, 상기 제2안테나군을 제1방향으로 이동자유롭게 지지하는 제2지지수단(111,제1a도) ; 상기 제1 및 제2안테나군을 각각 제1방향으로 구동하는 제1구동수단(3,31,32,제1a도), 상기 제1 및 제2안테나군, 상기 제1 및 제2지지수단, 및 상기 제1구동수단을 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 이동이 자유롭게 지지하는 제3지지수단(132,제1a도), 상기 제1 및 제2안테나군, 상기 제1 및 제2지지수단 및 상기 제1구동수단을 일체로 제2방향으로 구동하는 제2구동수단(2,21,22,제1b도) ; 상기 제1수신안테나의 수신신호와 상기 제2수신안테나의 수신신호와의 위상차에 대응하는 제1위상차 신호를 검출하는 제1위상차 검출수단(72,제2a도), 상기 제1수신안테나의 수신신호와 상기 제3수신안테나의 수신신호와의 위상차에 대응하는 제2위상차 신호를 검출하는 제2위상차 검출수단(75,제2a도), 및 상기 제1 및 제2위상차 신호에 의거하여 전파원의 방향을 구하고, 상기 제1 및 제2구동수단을 각각 구동제어하는 제어수단(91,제2a도), 을 갖춘것을 특징으로 하는 안테나 장치.
4. 제3항에 있어서, 추가로 상기 제1, 제2 및 제3수신안테나중 적어도 2개의 수신안테나의 수신신호를 동상 합성하는 동상 합성수단(71,72,75,제2a도)을 갖춘 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
5. 제1방향에 자세변경이 자유로운 제1수신안테나, 및 이 제1방향과 평행한 제2방향으로 자세변경이 자유로운 제2수신안테나를 각각의 비임을 평행으로 유지하며 회전하며 ; 그리고 제1수신안테나의 실질적인 비임방사점 및 제2수신안테나의 실질적인 비임방사점을, 각 비임에 평행인 임의의 1직선상에 투영한 때의 각 투영점간의 거리에 대응하는 위상만큼 제1수신안테나의 수신신호의 위상을 시프트하고, 시프트후의 제1수신안테나의 수신신호와 제2수신안테나의 수신신호와의 위상차에 의기하여 전파원의 방향을 구하고, 제1 및 제2수신안테나의 자세를 설정하는 것을 특징으로 하는 수신안테나의 자세제어방법.
6. 제1수신안테나(41,42,제5a도) 및 제2수신안테나(43,44,제5a도) ; 상기 제1수신안테나를 제1방향으로 자세변경 자유롭게 지지하는 제1지지수단(111,제1a도) ; 상기 제2수신안테나를, 상기 제1수신안테나로부터 격리하여, 상기 제1방향과 상이한 제2방향으로 자세변경이 자유롭게 지지하는 제2지지수단(121,제1a도) ; 상기 제1수신안테나의 비임과 상기 제2수신안테나의 비임과를 평행으로 유지하고, 이 제1수신안테나를 상기 제1방향으로, 이 제2수신안테나를 상기 제2방향으로, 각각 구동하는 구동수단(31,제5a도) ; 상기 제1수신안테나의 실질적인 비임방사점, 및 상기 제2수신안테나의 실질적인 비임방사점을 각 비임에 평행한 임의의 1직선으로 투영할때의 각 투영점간의 거리를 검출하는 제1검출수단(C4,제5a도), 상기 제1수신안테나의 수신신호의 위상을 상기 거리에 대응하는 위상만큼 시프트하는 위상시프트수단(73,제5a도) ; 위상시프트후의 상기 제1수신안테나의 수신신호와, 상기 제2수신안테나의 수신신호의 위상차를 검출하는 제2검출수단(75,제5a도) ; 및 상기 위상차에 의거하여 전파원의 방향을 구하고, 상기 구동수단을 구동제어하는 제어수단(91,제5a도) ; 을 갖춘것을 특징으로 하는 수신안테나의 자세제어장치.
7. 자세변경이 자유로운 제1수신안테나 및 제2수신안테나를 각각의 비임을 평행으로 유지하며 구동하고, 전파원의 방향으로 지향하는 경우에 있어서, 제1수신안테나의 수신신호와 제2수신안테나의 수신신호를 곱하여 각 수신신호의 위상차를 제1함수로서 추출하고, 제1수신안테나의 수신신호와 90°의 위상 시프트를 시행한 제2수신안테나의 수신신호를 곱하여 각 수신신호의 위상차를 제1함수와 직교하는 제2함수로서 추출하고, 제1함수로서 추출한 위상차의 부호와 제2함수로서 추출한 위상차의 부호에 의해서, 제1수신안테나 및 제2수신안테나의 비임의 전파원의 방향에 대한 편각의 위상을 복수의 상한으로 나누고, 상기 편각의 위상의 변화를 감시하면서, 과거의 이 위상의 상한의 변화와 현재의 이 위상의 상한에 의해 제1함수로서 추출된 위상차 및 제2함수로서 추출한 위상차의 적어도 한편을 보정하며 보정후의 이 위상차에 의거하여 제1수신안테나 및 제2수신안테나의 자세를 설정하는 것을 특징으로 하는 수신안테나의 자세 제어방법.
8. 제1수신안테나(43,제2a도) 및 제2수신안테나(44,제2a도) ; 상기 제1수신안테나 및 상기 제2수신안테나를 자세 변경자유롭게 지지하는 지지수단(132,제1a도) ; 상기 제1수신안테나 및 상기 제2수신안테나의 각 비임을 평행으로 유지하며, 이 제1수신안테나 및 이 제2수신안테나를 구동하는 구동수단(2,21,22,제1a도) ; 상기 제1수신안테나의 수신신호와 상기 제2수신안테나의 수신신호와를 곱하여 각 수신신호의 위상차를 제1함수로서 추출하는 제1위상차 추출수단(714,719,제2b도) : 상기 제2수신안테나의 수신신호의 위상을 90° 시프트하는 위상시프트수단(716,제2b도) ; 상기 제1수신안테나의 수신신호와 위상시프트후의 제2수신안테나의 수신신호를 곱하여 각 수신신호의 위상차를 제1함수와 직교하는 제2함수로서 추출하는 제2위상차 추출수단(715,71A,제2b도) ; 상기 제1함수로서 추출한 위상차의 부호와, 상기 제2함수로서 추출한 위상차의 부호에 의해, 상기 제1수신안테나 및 상기 제2수신안테나의 비임의 전파원의 방향에 대한 편각의 위상을 복수의 상한으로 나누어, 이 편각의 위상의 상한이 소정의 변화를 할때마다 그의 변화를 기억하며, 기억하고 있는 과거의 이 상한의 변화와 현재의 이 상한에 의해서 상기 제1함수 및 제2함수로서 추출한 위상차중 적어도 한쪽을 보정하여, 보정후의 이 위상차가 소정치에 가까운 방향으로 상기 구동수단을 구동하는 제어수단(91,제2a도) ; 을 갖춘것을 특징으로 하는 수신안테나의 자세제어장치.
9. 소정의 자세변경이 자유로운 제어대상으로 구동수단을 결합하여 목표로 되는 자세를 나타내는 정보가 주어지면 그것에 의거한 구동정보로 구동수단을 구동하여, 제어대상의 자세를 제어하는 자세제어방법에 있어서 ; 구동수단의 구동시에 그 구동에 의해 제어대상에 초래될 자세를 나타내는 제1자세정보, 및 제어대상의 실제의 자세를 나타내는 제2자세정보를 검출하여, 제1자세정보와 제2자세정보와의 차이분으로부터 외란을 나타내는 외란정보를 구하여, 이 외란정보 의해서 구동정보를 보상하여 구동수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 자세제방법.
10. 제9항에 있어서, 추가로 구동수단에 실제 가해지는 구동력을 나타내는 강도정보를 검출하고 그것에 따라서 구동정보를 보상하는 것을 특징으로 하는 자세제어방법.
11. 소정의 자세변경이 자유로운 제어대상에 구동수단을 결합하고, 목표로 되는자세를 나타내는 정보가 주어지면, 그것에 의거한 구동정보로 구동수단을 구동하고, 제어대상의 자세를 제어하는 자세제어방법에 있어서, 구동수단의 구동시에, 그 구동에 의해 제어대상에 초래될 자세의 갱신속도를 나타내는 제1속도정보 및 제어대상의 실제의 자세의 갱신속도를 나타내는 제2속도정보를 검출하고, 즉 1속도정보와 제2속도정보와의 차이분으로부터 외란을 나타내는 외란정보를 구하고, 이 외란정보애 의해서 구동정보를 보상하여 구동수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 자세제어방법.
12. 제11항에 있어서, 추가로 구동수단에 실제 가해지는 구동력을 나타내는 강도정보를 검출하여, 그것에 따라서 구동정보를 보상하는 것을 특징으로 하는 자세제어방법.
13. 소정의 자세변경이 자유로운 제어대상에 구동수단을 결합하여 목표로 되는 자세를 나타내는 정보가 주어지면 그것에 의거한 구동정보로 구동수단을 구동하여, 제어대상의 자세를 제어하는 자세제어방법에 있어서, 구동수단의 구동시에 그의 구동에 의해서 제어대상에 초래될 자세를 나타내는 제1자세정보, 이 자세의 갱신속도를 표시하는 제1속도정보, 제어대상의 실제의 자세를 나타내는 제2자세정보, 및 이 자세의 갱신속도를 나타내는 제2속도정보를 검출하고, 제1자세정보와 제2자세정보와의 차이 분으로부터 제1의 외란정보를 구하고, 제1속도정보와 제2속도정보와의 차이분으로부터 제2의 외란정보를 구하여, 제1 및 제2의 외란정보에 의해서 구동정보를 보상하여, 구동수단을 구동하는 것을 특징으로 하는 자세제어방법.
14. 제13항에 있어서, 추가로 구동수단에 실제 가해지는 구동력을 나타내는 강도정보를 검출하여 그것에 따라서 구동정보를 보상하는 것을 특징으로 하는 자세제어방법.

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