JP2556934B2 - アンテナの揺動補償方式及び揺動補償型アンテナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、船舶等の移動体に搭載されインマルサット
システム等の衛星通信・衛星放送に使用されるアンテナ
装置に関し、特に移動体の揺動の影響を除去する揺動補
償方式及び揺動補償機能を備えた揺動補償型アンテナ装
置に関する。

［従来の技術］ 技術背景 従来から、船舶等において衛星通信のために指向性ア
ンテナが用いられている。

船舶衛星通信は、歴史的には1976年米国のマリサット
衛星により開始されたものであり、1982年以降は国際的
な組織であるインマルサットに引き継がれ実施されてい
る。このような船舶衛星通信を行うためには、所定の指
向性を有するアンテナを必要とする。

例えば、1987年６月現在のインマルサット標準Ａ船舶
地球局の技術基準によると、船舶地球局のG/Tは−4dBK
以上と想定されており、この基準に適合するアンテナを
パラボラアンテナとして構成しようとする場合、直径80
cm程度の寸法が求められる。

また、パラボラアンテナを降雨等から保護し、耐候性
を確保するためには、このアンテナを覆うレドームが必
要である。このレドームの直径は、パラボラアンテナの
寸法が直径80cm程度であるため、例えば1.2m程度が必要
とされる。

第１従来例の構成 第17図及び第18図には、第１従来例に係るレドーム付
指向性アンテナ装置の構成が示されている。これらの図
に示される装置は、本願出願人が実願平２−89713号に
おいて従来技術として示したものである。特に、第17図
には斜視外観が、第18図には側面が、それぞれ示されて
いる。

これらの図に示されるように、直径80cm程度のパラボ
ラアンテナであるアンテナ10は、有底椀状のレドーム12
によって覆われている。レドーム12は、少なくとも衛星
通信に係る波長の電波（1.5GHz近傍）を通過するような
材質で形成されており、一般的にはFRPによって形成さ
れるものである。レドーム12の最大直径は約1.2m程度で
あり、底部直径は約1.1m程度である。

アンテナ10は、ペデスタル14によって支持されてい
る。また、レドーム12の底面（レドームベース）には、
直流電源装置16、電力増幅器18等が設けられている。電
力増幅器18は、アンテナ10の背面に設けられた受信機
（または受信機フロントエンド）20の出力を増幅し、受
信出力として装置外部に供給する。直流電源装置16は、
受信機20、電力増幅器18等に直流電力を供給する。

さらに、レドームベースには、直径40cm程度の開口で
あるアクセスハッチ22が設けられている。このアクセス
ハッチ22は、例えばアンテナ10の背面にある受信機20を
保守・修理等するために設けられた開口である。例え
ば、保守作業者がアクセスハッチ22から腕や上半身をレ
ドーム12の内部に入れ、ユニット交換、測定機器の接続
等の保守作業を行う。

このような構成のアンテナ装置の場合、船舶等の移動
体に設置する際に、レドームベースを支柱で支持し、さ
らにこの支柱をブラケットにより船舶上に固定する構造
が用いられる。また、支持強度を確保すべく、ワイヤロ
ープによる吊り下げ固定が行われる。さらに、前述した
アクセスハッチ22による保守作業等のため、支持柱の上
部、例えばレドームベースから75cm程度の位置にプラッ
トフォームを設けるのが一般的である。

また、レドームベースの支柱への取り付け位置は、ペ
デスタル14が当該レドームベースに一脚固定されている
ため、ペデスタル14の脚と支柱端面とが同軸当接するよ
う、設定される。

このように、従来、所定の指向性を有するアンテナを
用いて船舶衛星通信を行うことが可能であると共に、ア
クセスハッチによって保守等の作業を行うことが可能で
あった。

第２従来例の構成 ところで、船舶等に搭載されたアンテナが衛星からの
電波を良好に受信し続けるためには、当該アンテナを駆
動して衛星を追尾させる必要がある。また、このような
アンテナ駆動及びその制御機能は、揺動補償を行うよう
に構成することが可能である。すなわち、船舶は海上の
波浪によって揺動し、この揺動分を補償することにより
良好な衛星追尾を実現できる。

船舶の揺動には、例えばロール、ピッチ等がある。ロ
ールは横揺れ、ピッチは縦揺れに相当し、両者を補償す
るためにはアンテナを機械的に又は電子的に横、縦に駆
動する必要がある。このため、従来から、揺動補償等の
目的でアンテナを駆動する技術が各種開発されている。

第19図には、このような技術のうち３軸を機械的に実
現した例が示されている。

この図に示される装置は、アンテナとしてディッシュ
24を備えており、このディッシュ24はリング26に一軸支
持されている。リング26がディッシュ24を支持する軸
（ディッシュ軸）には、ディッシュ軸駆動モータ28が設
けられている。従って、ディッシュ24はディッシュ軸駆
動モータ28によって回転駆動される。

さらに、リング26は、アセンブリ本体30により一軸支
持されている。この軸（リング軸）には、リング軸駆動
モータ32が設けられており、リング26はこのリング軸駆
動モータ32によって回転駆動される。

そして、アセンブリ本体30は、アバブデッキ電子アセ
ンブリ34により、回転駆動される。

従って、この従来例では、機械的に３軸が実現されて
いる。すなわち、第19図において矢印線で示されるよう
に、ディッシュ24がX,Y軸及びAz軸を中心に回転する。

この結果、信号が低雑音増幅器（LNA）36によって増
幅されダイプレクサ（DIP）38を介してディッシュ24に
供給されるとき、及び信号がディッシュ24により受信さ
れDIP38を介してLNA40から増幅された信号が取り出され
るとき、ディッシュ軸駆動モータ28、リング軸駆動モー
タ32及びアンテナ装置電子アセンブリ34の駆動によっ
て、搭載に係る移動体の揺動を補償しつつディッシュ24
により衛星を追尾させることができる。

しかし、この従来例では、実現される３個の軸がすべ
て機械軸である。従って、機構的設計が複雑となり、装
置が大型かつ高価格となりやすい。

このため、軸の個数を低減し、２個の機械軸で装置を
実現する提案がなされている。

第３従来例の構成 第20図には、いわゆるAz−Elマウントの軸構成が示さ
れている。

このマウント方式では、アンテナを水平面に沿って旋
回させるAz（アジマス）軸と、アンテナを仰角方向に旋
回させるEl（エレベーション）軸と、が用いられてい
る。

Az−Elマウントに係る構成を開示した文献としては、
「２軸Az−Elアンテナマウントの制御方式」（結城他、
電子通信学会、SANE83−53、pp1−６）、「海事衛星通
信ディジタル船舶局用アンテナシステムの小型軽量化に
ついて」（塩川他、電子通信学会、SANE84−19、pp17−
24）等が知られている。これらの文献では、共に、発表
者が試作した装置の構成が示されている。示されている
構成は、Az−Elの軸構成を機械的に実現する構成であ
る。すなわち、２軸が機械軸の装置である。

このような構成によっても、揺動を補償しつつ衛星を
追尾することができる。

しかし、この従来例では、実現される２個の軸が機械
軸であり、特異点の問題を解決するために種々の工夫が
必要である。

特異点は、例えば天頂方向に現れ、揺動条件下でアン
テナがこの方向を向いている場合に追尾誤差を発生させ
る点である。この特異点に対処するために、第３実施例
では、 アンテナやそれを支持するフレーム等に軽量且つ堅
牢な材料を使用し、アンテナ等を駆動するモータの負荷
を低減する。また、このモータとして、比較的高性能の
ACサーボモータを採用し、これに応じて高性能のACサー
ボ制御回路を採用して、高性能のサーボ系によりアンテ
ナを駆動する。

制御ソフトウエアの改良により、特異点近傍の追尾
誤差を軽減する。

等の対策が施されていた。

このような対策は、特別な材料、高価格な回路を採用
すること等を求めるため、装置の高価格化を免れない。
また、これらの対策を施した場合でも、特異点近傍での
追尾誤差が約10゜とのデータが存在する。

このような問題点を解決する手段としては、複数の軸
のうちいずれかを電子軸とするのが有効である。電子軸
は、いわゆるフェーズドアレイアンテナによって実現し
うるものである。

第４実施例の構成 第21図には、機械軸のほかに電子的制御による電子軸
を有する装置の例が示されている。この図に示される装
置は、例えば"Phased Array Antenna for MARISAT Comm
unications",Folkebolinder,Microwave Journal,1978.1
2 pp39−42に開示されている装置と同様の構成である。

この装置は、Az軸を機械軸42として構成し、El軸を２
枚の平板状アンテナ（いわゆるアレイアンテナ）44−１
及び44−２上に形成された複数のアンテナ素子46の移相
によって実現している。

すなわち、アンテナ44−１及び44−２上には、それぞ
れマトリクス上にアンテナ素子46が形成されており、各
アンテナ素子46には、制御信号により移相量が離散的に
変化する移相器が接続される（図示せず）。従って、移
相器の移相量を、図中横方向（軸42に垂直な方向）に配
置される一群のアンテナ素子46毎に移相を実行し、図中
縦方向（軸42に平行な方向）に沿ってアンテナ24−１及
び24−２のビーム指向性を変化させれば、El軸が電子的
に構成されたことになる。前掲の文献では、例えば、±
35゜の範囲でビーム指向性を変化させられる。このよう
な電子軸の実現は、基本的にはアレイアンテナ及び移相
器によるものである。

また、このような構成によると、電子軸をさらに１軸
設けることができる。すなわち、縦方向に配列された一
群のアンテナ素子46毎に移相を実行し、ビーム指向性を
横方向に変化させることによって、さらに１軸が増加す
ることになる。従って、この従来例は、Az−El−EL′の
軸構成を、１軸機械、２軸電子で実現しているといえ
る。

このように、従来のアンテナ装置としては、レドーム
によって覆われ、また、軸構成に応じて種々の駆動機構
を有するものが知られていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このように電子軸を用いた場合でも、各アン
テナ素子28毎に移相器を設けなければならないため、装
置構成が肥大複雑化し、装置価格が高価格化するため、
用途は限定されたものとなる。

ところで、本願出願人は、小型化と保守性とを両立さ
せられる装置を、第１従来例の改良としてすでに提案し
ている（前掲の実願平２−89713号）。この提案は、ア
ンテナ10が小型である場合にレドーム12を小型化させる
べくなされたもので、レドーム12底面を小型化しつつア
クセスハッチ22の開口面積を維持することを可能にする
ものである。その特徴的構成は、アンテナを脚で支持す
るにあたって、アンテナをレドーム底面から持ち上げる
点にある。

本発明の目的は、電子軸と機械軸とを組み合わせて用
いることにより、追尾及び揺動補償性能を維持しかつ装
置の低価格化を実現すると共に、先提案に係るアンテナ
支持構造を応用して、小型で保守性の良い揺動補償型ア
ンテナ装置を実現することにある。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本願出願人は、ア
ンテナの揺動補償方式として請求項（１）〜（３）を、
揺動補償型アンテナ装置として請求項（４）〜（12）を
提案する。

まず、請求項（１）は、移動体の進行方向と平行に設
けられるX1軸と、X1軸と垂直に設けられX1軸が回転する
とこのX1軸を中心に移動するＹ軸と、Ｙ軸と垂直に設け
られＹ軸が回転するとこのＹ軸を中心に移動するX2軸
と、の３軸を有するX1−Ｙ−X2マウントのアンテナにお
いて、X2軸が、その回りにアンテナの指向性を変化させ
る電子制御軸であり、X1軸の回転により移動体の横揺れ
に係るロール成分を補償し、Ｙ軸及びX2軸の回転により
移動体の縦揺れに係るピッチ成分を補償することを特徴
とする。

請求項（２）は、移動体の進行方向と垂直に設けられ
るY1軸と、Y1軸と垂直に設けられY1軸が回転するとこの
Y1軸を中心に移動するＸ軸と、Ｘ軸と垂直に設けられＸ
軸が回転するとこのＸ軸を中心に移動するY2軸と、の３
軸を有するY1−Ｘ−Y2マウントのアンテナにおいて、Y2
軸が、その回りにアンテナの指向性を変化させる電子制
御軸であり、Y1軸の回転により移動体の縦揺れに係るピ
ッチ成分を補償し、Ｘ軸及びY2軸の回転により移動体の
横揺れに係るロール成分を補償することを特徴とする。

請求項（３）は、複数個のアンテナ素子がマトリクス
配置され、所定の方向に沿ってビーム指向性が変化する
よう当該複数個のアンテナ素子に係る信号を移相する所
定個数の移相器を有する平板状のアレイアンテナと、フ
レームに取り付けられ当該ビーム指向性の変化方向と直
交する軸を中心にアレイアンテナを回転させる第１のア
ンテナ駆動手段と、第１のアンテナ駆動手段による軸と
直交する軸を中心に第１のアンテナ駆動手段が取り付け
られたフレームを回転させる第２のアンテナ駆動手段
と、搭載に係る船舶等の移動体の揺動を検出する揺動検
出手段と、検出される揺動に応じてアレイアンテナの移
相器、第１のアンテナ駆動手段及び第２のアンテナ駆動
手段を制御して、アレイアンテナのビームが衛星を向く
よう制御する駆動制御手段と、を備えることを特徴とす
る。

請求項（４）は、駆動制御手段が、衛星方位、衛星仰
角及び移動体の揺動に基づき移相器の移相量を決定する
移相器制御量演算手段と、衛星方位、衛星仰角及び移動
体の揺動に基づき第１のアンテナ駆動手段によるアレイ
アンテナの回転量を決定する第１の機械軸制御量演算手
段と、衛星方位、衛星仰角及び移動体の揺動に基づき第
２のアンテナ駆動手段による第１のアンテナ駆動手段が
取り付けられたフレームの回転量を決定する第２の機械
軸制御量演算手段と、を含むことを特徴とする。

請求項（５）は、第１のアンテナ駆動手段が、アレイ
アンテナを回転させる第１の機械軸モータと、第１の機
械軸モータの回転角度を検出する第１の機械軸角度検出
手段と、第１の機械軸角度検出手段により検出される第
１の機械軸モータの回転角度に基づき第１の機械軸モー
タをサーボ制御する第１の機械軸モータ制御手段と、を
含むことを特徴とする。

請求項（６）は、第２のアンテナ駆動手段が、第１の
アンテナ駆動手段が取り付けられたフレームを回転させ
る第２の機械軸モータと、第２の機械軸モータの回転角
度を検出する第２の機械軸角度検出手段と、第２の機械
軸角度検出手段により検出される第２の機械軸モータの
回転角度に基づき第２の機械軸モータをサーボ制御する
第２の機械軸モータ制御手段と、を含むことを特徴とす
る。

請求項（７）は、アンテナ素子が、２乃至３列Ｎ（Ｎ
は自然数）行にマトリクス配置され、２個の移相器がア
ンテナ素子配列の各列のうち両端の列にそれぞれ対応し
て設けられたことを特徴とする。

請求項（８）は、アレイアンテナが、少なくともアン
テナ素子が表面に形成される基板と、各移相器又はアン
テナ素子の出力を合成し基板上に形成される合成器と、
基板背面に配置され合成器の出力を受信する受信機フロ
ントエンドと、を有することを特徴とする。

請求項（９）は、第１のアンテナ駆動手段が取り付け
られるフレームが概ね樹脂から形成されることを特徴と
する。

請求項（10）は、少なくともアレイアンテナ、第１の
アンテナ駆動手段及び第２のアンテナ駆動手段を覆うよ
う電波が透過する部材で形成され、側面には第２のアン
テナ駆動手段が取り付けられるアンテナ支持部が形成さ
れる有底椀状のレドームを有し、少なくともアレイアン
テナ、第１のアンテナ駆動手段及び第２のアンテナ駆動
手段がレドームによって支持されることを特徴とする。

請求項（11）は、少なくともアレイアンテナ、第１の
アンテナ駆動手段及び第２のアンテナ駆動手段を覆うよ
う電波が透過する部材で形成される有底椀状のレドーム
と、レドーム底面から上方に伸長され上部に第２のアン
テナ駆動手段が取り付けられるよう概ね樹脂から形成さ
れる支持台と、を有し、少なくともアレイアンテナ、第
１のアンテナ駆動手段及び第２のアンテナ駆動手段が支
持台によって支持されることを特徴とする。

請求項（12）は、レドーム底面が偏心して支持され、
かつアレイアンテナほぼ直下位置に所定寸法の孔である
アクセスハッチが開口することを特徴とする。

［作用］ X1−Ｙ−X2マウント及びY1−Ｘ−Y2マウントの理論 本発明の作用を説明するに当たって、まず、X1−Ｙ−
X2マウント及びY1−Ｘ−Y2カウントの構成及びその理論
的内容について説明する。

発明者は、この発明をするに当たって、２軸が平行軸
となる２種類のマウント、すなわちX1−Ｙ−X2マウント
及びY1−Ｘ−Y2マウントについて、制御量の理論的検討
を行っている。この検討の対象となったマウントのう
ち、X1−Ｙ−X2マウントは第１図に、Y1−Ｘ−Y2マウン
トは第２図に示されている。

X1−Ｙ−X2マウントは、最外周のフレームを支持する
軸がX1、その内側のフレームを支持する軸がＹ、アンテ
ナを支持する軸がX2であり、X1軸とX2軸は平行軸（アン
テナを水平にしたときにX2軸とX1軸とが平行状態とな
る）である。Ｙ軸は、X1軸と直交している。また、Y1−
Ｘ−Y2マウントは、X1−Ｙ−X2マウントの“X"と“Y"を
入れ替えた構成である。ただし、X1−Ｙ−X2マウントで
はX1軸が、Y1−Ｘ−Y2マウントではＸ軸が、常に船首方
向（移動体、特に船舶の進行方向）を向いているものと
する。

まず、X1−Ｙ−X2マウントで揺動補償を実行しようと
する場合を考える。ここで、X1軸に係る制御量を（ξ
１）、Ｙ軸に係る制御量を（η）、X2軸に係る制御量を
（ξ２）とする。なお、ここでは（・）は３×３のマト
リクスである。

すると、第１図をモデル化した式は、ピッチ、ロール
の直交変換により次のように表せる。

ただし、x0、y0及びz0を用いて表されるベクトルは直
交座標で表した衛星方向のベクトルであり、（Ｐ）はピ
ッチを表すマトリクス、（ξ10）はロール角ｒを０とし
たときの（ξ１）である。ロールを表す（Ｒ）は
（R^-1）により打ち消されている。

この式を変形すると、 となり、ピッチ角ｐを用いて（Ｐ）が と表されることから、上式の右辺は と表せる。

また、上式の左辺を変形すると、 と表せる。

ここで、ロール角ｒ＝ピッチ角ｐ＝０、ξ２＝０のと
きのξ10をξ０、cosξ０をc0、sinξ０をs0と置くと、
左辺は、 となる。従って、右辺・左辺を加減算して変形すると、
X1軸、Ｙ軸、X2軸の各軸につき、制御量が次のように求
められる。

ξ１＝−ｒ＋ξ10 η＝tan^-1（xp/（c0zp−soyp）） ξ２＝ ±cos^-1（（（c0zp−soxp）^２＋xp²）^1/2） 同様にして、Y1−Ｘ−Y2マウントにおいては、 η１＝−ｐ＋η10 ξ＝−tan^-1（yr/（s1xr＋c1zr）） η２＝cos^-1（（（s1xr＋c1zr））^２＋yr²）^1/2） と表せる。ただし、 cl＝cosη０ s1＝sinη０ xr＝x0 yr＝y0cosr＋zosinr zr＝−yosinr＋zocosr である。

請求項（１），（２）の作用 従って、X1−Ｙ−X2マウントにおいては、前述の式に
より求められた制御量に基づいて制御を行えば、かかる
平行軸を有するマウントにおいて揺動補償を行うことが
できる。すなわち、X1軸の回転ξ１によりロール成分ｒ
を補償し、Ｙ軸及びX2軸の回転η及びξ２によりピッチ
成分xp、yp及びzpを補償することにより、かかる揺動補
償の作用が得られる。

同様にして、Y1−Ｘ−Y2マウントに係る請求項（２）
においては、Y1軸の回転η１によりピッチ成分ｐが補償
され、Ｘ軸及びY2軸の回転ξ及びη２によりロール成分
xr、yr及びzrが補償される。

これらいずれの請求項においても、このような作用
が、２軸＝機械軸、１軸＝電子制御軸の構成で奏せられ
る。電子制御軸は、アンテナの指向性を変化させること
により、電子的に軸を実現するものである。従って、電
子制御軸となるのは、最内の軸、すなわちX1−Ｙ−X2マ
ウントにおいてはX2軸、Y1−Ｘ−Y2マウントにおいては
X2軸である。

これにより、請求項（１）又は（２）における作用
を、系の不安定性を発生させることなく実現できる。す
なわち、機械的にX1−Ｙ−X2マウント又はY1−Ｘ−Y2マ
ウントを構成すると、特に平行軸に係るX1軸とX2軸の
間、Y1軸とY2軸の間に、制御量の単位に応じて不安定性
を発生させる原因が生じる。一軸を電子制御軸とする
と、このような不安定性の発生原因が排除される。言い
換えれば、機械軸による特異点の発生が防止される。

また、このような揺動補償方式は、装置の低価格化に
寄与する。すなわち、複雑な駆動機構を用いること無
く、また、移相器が多数で構成が複雑なアンテナを用い
る必要がない。

請求項（３）〜（12）の作用 請求項（３）以後においては、請求項（２）に係る揺
動補償方式が、揺動補償型アンテナ装置として実現され
る。

まず、請求項（３）においては、エンテナが平板状の
アレイアンテナであり、このアレイアンテナが、マトリ
クス配置された複数個のアンテナ素子、及びアンテナ素
子に係る信号を移相し所定の方向に沿ってビーム指向性
を変化させる所定個数の移相器を有する。

従って、ビーム指向性の変化が、移相器によって実現
される。これは、X1−Ｙ−X2マウントについてはX2軸
を、Y1−Ｘ−Y2マウントについてはY2軸を、それぞれ電
子制御軸として実現するためのアンテナ構成に他ならな
い。また、機械軸は第１及び第２のアンテナ駆動手段と
して実現される。

また、この請求項においては、揺動検出手段により検
出される揺動に基づき、駆動制御手段がアレイアンテナ
の移相器並びに第１及び第２のアンテナ駆動手段を制御
する。従って、機械軸及び電子制御軸が、船舶等の移動
体の揺動を補償するよう、駆動される。

請求項（４）以後は、請求項（３）の各部構成に有効
な限定を施し、又は新たな構成を付加して、有意な作用
・効果を得ることを可能にするものである。

まず、請求項（４）においては、衛星方位、衛星仰角
及び移動体の揺動に基づき、移相器の移相量、第１のア
ンテナ駆動手段によるアレイアンテナの回転量、及び第
２のアンテナ駆動手段によるフレームの回転量が決定さ
れる。このフレームには、第１のアンテナ駆動手段が取
り付けられている。従って、この請求項においては、ア
レイアンテナが、移動体の揺動を補償しつつ衛星を追尾
可能である。

次に、請求項（５）においては、第１のアンテナ駆動
手段が、第１の機械軸モータ、第１の機械軸角度検出手
段及び第１の機械軸モータ制御手段によるサーボループ
を含む。従って、第１の機械軸、すなわちX1軸又はY1軸
が、精度良く駆動される。

同様に、請求項（６）においては第２のアンテナ駆動
手段が第２の機械軸モータ、第２の機械軸角度検出手段
及び第２の機械軸モータ制御手段によるサーボループを
含む。従って、請求項（５）と同様、Ｙ軸又はＸ軸の精
度良い駆動が実現される。

請求項（７）は、特にアンテナ素子の配列及び移相器
の分担についての請求項である。この請求項において
は、２乃至３列Ｎ行にマトリクス配置されるアンテナ素
子のうち、２個の列について移相器が設けられる。移相
器が設けられる列は、ビームの移動方向を上下とする
と、最上列及び最下列である。すなわち、移相器の制御
により、上下にビームが移動する。従って、この請求項
においては各アンテナ素子毎に移相器を設けていないた
め、装置構成が単純且つ簡素となり、価格が低価格化す
る。

請求項（８）においては、合成器及び受信機フロント
エンドがアンテナの基板に実装される。むろん、これら
以外の構成を基板に実装しても良く、受信機フロントエ
ンドに限らず受信機単体を実装しても良い、又、アンテ
ナの基板の背面側に給電基板等を設けても良い。従っ
て、この請求項においては、信号の電装に係る損失が低
減し、受信性能が向上する。

請求項（９）においては、第１のアンテナ駆動手段が
取り付けられるフレームが概ね樹脂から形成されるた
め、アンテナ等の部材に与える電気的な影響が軽減され
る。

請求項（10）においては、レドームによってアレイア
ンテナが保護され耐候性が確保されると共に、アレイア
ンテナ及びこれを駆動するための構成がアンテナ支持部
において当該レドームに固定される。従って、アレイア
ンテナ等の支持のために金属製の部材が用いられず、ア
ンテナ装置の性能が確保される。

請求項（11）は、請求項（10）と同様、アレイアンテ
ナ等の支持構造に関するものである。この請求項におい
ては、レドーム底面から伸長される支持台によりアレイ
アンテナ等が支持される。この支持台は、概ね樹脂から
形成されるため、請求項（10）と同様の作用が得られ
る。

請求項（12）においては、レドーム底面がポールに偏
心支持され、かつアクセスハッチが設けられる。このア
クセスハッチは、アレイアンテナ及びその周辺部材の保
守・点検等に有効である。これと共に、本請求項におい
ては、請求項（10）又は（11）に開示される偏心支持構
造に応じ、アクセスハッチがアレイアンテナ直下に開口
するため、アンテナ装置全体の小型化が行われた場合で
も、保守等の作業に必要な開口面積・形状が得られる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例について図面に基づき説
明する。なお、第17図乃至第21図に示される各従来例の
構成や、第１図又は第２図に示されるマウントの構成と
同一又はこれに相当する部材には、同一の符号を付し、
説明を省略する。

機械軸の構成 第３図には、本発明の第１実施例に係る揺動補償型ア
ンテナの構成、特にそのアレイアンテナ近傍の構成が示
されている。

この図に示されるアレイアンテナ44は、アンテナ素子
46を３×３＝９個備えた構成である。寸法としては、40
cm×40cm程度である。この場合、レドーム12の寸法は例
えば60cmφ程度となる。アレイアンテナ44の背面には、
例えば受信機フロントエンドや、移相器（PS:Phase Shi
fter）、合成器などが配置される（図示せず）。後述す
るように、移相器の制御によってX2軸が実現される。

このアレイアンテナ44は、Ｙ軸50によりX1軸フレーム
48に取り付けられている。Ｙ軸50は、その一端に設けら
れたギア52がベルト54及びギア56を介してＹ軸モータ58
の駆動により回転する。すなわち、アレイアンテナ44は
Ｙ軸モータ58により、Ｙ軸50を中心にX1軸フレーム48の
内側で回転する。

さらに、X1軸フレーム48は、X1軸60によりレドーム12
に支持されている。レドーム12の側面には、X1軸60の一
端が取り付けられた部分の下方にX1軸モータ62が取り付
けられている。X1軸60及びX1軸モータ62にはそれぞれギ
ア64及び66が設けられており、ギア64と66の間にはベル
ト68が懸架されている。従って、X1軸フレーム48とこれ
に取り付けられているアレイアンテナ44は、X1軸60を中
心に回転する。

このように、本実施例におけるアレイアンテナ44は、
機械軸としてX1軸60及びＹ軸50を有している。また、次
に説明するようにアレイアンテナ44の移相制御によって
X2軸が電子的に実現されているため、この実施例はX1−
Ｙ−X2マウントの軸構成であるといえる。

アンテナの支持構造 また、第４図に示されるように、レドームベースにア
クセスハッチ22が設けられている。この実施例において
は、アレイアンテナ44がレドーム12側面において支持さ
れているため、レドームベースにアレイアンテナ44を取
り付ける箇所を設ける必要がない。従って、アンテナと
して40cm×40cm程度の小型な寸法のアレイアンテナ44を
用いた場合にも、保守点検等における作業性を確保する
ことができる。なお、70はアクセスハッチ22開閉のため
の蝶番である。

また、レドーム12及びこれに覆われるアレイアンテナ
44等の構成は、支柱72によって偏心支持されている。こ
れは、アンテナとして軽量なアレイアンテナ44を用いた
ため、中心を支持する必要がないことによる。ただし、
支持強度を向上させるためには、支柱72の側面とレドー
ムベース又は側面とを連結する補助支柱を用いるのが好
ましい。また、実願平２−89713号に示したような支持
構造を採用しても良い。

アレイアンテナの構成 アレイアンテナ44は、第５図に示されるように、３×
３のアンテナ素子46の他、移相器駆動回路74、PS76−１
及び76−２、合成器78−１、78−２、78−３及び80を有
している。

アンテナ素子46は、アレイアンテナ44のアンテナ基板
上に所定形状で形成されている。アンテナ素子46には、
その電極形状等により種々の種類があるが、本発明はこ
れにより限定されるものではない。ただし、アレイアン
テナ44が３×Ｎ（Ｎは自然数）にマトリクス配置された
アンテナ素子46を有している必要がある。

アンテナ基板は、通常、絶縁物を介して背面の給電基
板と積層されている。前述のアレイアンテナ44の各構成
要素は、アンテナ素子46を除き給電基板上に配置形成さ
れる。

これらのうち、合成器78−１、78−２及び78−３は、
マトリクス配置されたアンテナ素子46の各列（ただし、
列はＹ軸50と垂直方向）に対応して設けられている。合
成器78−１、78−２及び78−３は、対応する列に属する
アンテナ素子46の出力を合成し、PS76−１、合成器80又
はPS76−２に供給する。なお、各列に属するアンテナ素
子46の個数Ｎは、必要な受信レベル等に応じて適宜設定
すれば良い。この実施例では、Ｎ＝３に設定されてい
る。

３×３に配置されたアンテナ素子46のうち、図中、上
列及び下列に対応する合成器78−１及び78−３には、そ
れぞれPS76−１及び76−２が接続されている。このPS76
−１及び76−２は、共に移相器駆動回路74によって制御
される。移相器駆動回路74は、端子82からの移相器制御
入力に応じ、例えばPS76−１の移相量を25゜に、PS76−
２の移相量を−25゜に、それぞれ制御する。PS76−１及
び76−２は、合成器78−１及び78−３から供給される信
号を、制御に係る移相量だけ移相させ、出力する。

また、PS76−１及び76−２の出力は、中列に対応する
合成器78−２と共に、合成器80に入力される。合成器80
は、これらの入力を合成し、端子84からアンテナ出力と
して受信機（図示せず）に供給する。

アレイアンテナの特性 このようなアレイアンテナ44の構成、特に移相に係る
構成は、電子的にX2軸を実現するための構成である。第
６図には、移相によって得られる指向性の変動が示され
ている。

この図に示されるように、PS76−１及び76−２の移相
量が０゜の場合には、アレイアンテナ44のビームはアレ
イアンテナ44に対して垂直な方向（０゜方向）を向く。
PS76−１及び76−２の移相量を、±25゜、±50゜、±75
゜と変更していくと、これに応じてビームの方向は変化
し、±75゜の場合には−20゜に近い値となる。ただし、
移相量を大きくしていくと損失が徐々に大きくなるため
（例えば±75゜の場合1dB）、移相量は後段の処理を考
慮して適当な値に設計的に決定する必要がある。また、
移相量ステップ（この図では25゜）及び設定できる指向
性の個数は、移相器駆動回路74のビット数に応じて設計
的に定まるものである。例えば２ビットならば３〜４ビ
ーム、３ビットならば７〜８ビームとなる。

回路の全体構成 第７図には、このような構成を有するアレイアンテナ
44を駆動し、X1−Ｙ−X2マウントのアンテナ装置を実現
するための回路構成が示されている。

この図に示されるように、本実施例の回路は、アレイ
アンテナ44の機械軸（X1軸60及びＹ軸50）を駆動する機
械軸駆動部86と、機械軸駆動部86を制御するとともに、
移相器駆動回路74に移相器制御入力を与え電子軸（X2
軸）を駆動する駆動制御部88と、装置の搭載に係る船舶
の揺動を検出しピッチ、ロール成分を駆動制御部88に供
給する揺動検出手段90と、アンテナ出力を処理し駆動制
御部88等に所定の信号を供給するアンテナ出力処理部92
と、を備えている。

以下、各部に分け、説明する。

機械軸駆動部の構成 第８図には、機械軸駆動部86の構成が示されている。

機械軸駆動部86は、それぞれX1軸60及びＹ軸50を回転
させるX1軸モータ62及びＹ軸モータ58を備えている。両
モータ62及び58は、それぞれ前述のようにレドーム12及
びX1軸フレーム48に取り付けられている。

また、機械軸駆動部86は、X1軸モータ62及びＹ軸モー
タ58を駆動する手段としてX1軸駆動手段96及びＹ軸駆動
手段98を備えている。X1軸及びＹ軸駆動手段96及び98
は、駆動制御部88からそれぞれX1軸制御量及びＹ軸制御
量取り込み、これを制御目標値としてX1軸モータ62及び
Ｙ軸モータ58の動作を制御する。

さらに、この実施例においては、それぞれX1軸60及び
Ｙ軸50の回転角度を検出するX1軸角度検出手段100及び
Ｙ軸角度検出手段102が設けられている。これらX1軸及
びＹ軸角度検出手段100及び102は例えばロータリエンコ
ーダであり、その検出値はそれぞれX1軸及びＹ軸駆動手
段96及び98に供給される。これにより、X1軸60及びＹ軸
50に係るサーボループが構成される。

アンテナ出力処理部の構成 第９図には、アンテナ出力処理部92の構成が示されて
いる。

アンテナ出力処理部92は、アレイアンテナ44からの出
力を取り込む受信機104を備えている。受信機104は、例
えばLNA等の構成を含んでおり、その少なくとも一部構
成はアレイアンテナ44の背面に配置されている。通常、
アンテナ出力は微小レベルの信号であるため、これを取
り出すためには所定のレベルまで増幅してやる必要があ
る。このため、少なくともLNAを含む受信機フロントエ
ンドがアレイアンテナ44に近接した位置に配置される。

なお、受信機フロントエンドのみをアレイアンテナ44
の背面に、受信機104の他の構成部分を例えばレドーム1
2面等に、それぞれ配置して行われる信号の伝送は、一
般にRF伝送と呼ばれ、一方、受信機104の全体をアレイ
アンテナ44の背面に配置して行われる信号の伝送は一般
にIF伝送と呼ばれる。本発明はこのいずれの伝送でも適
用可能であるため、第９図では両者を区別していない。

受信機104の後段には、受信レベル信号発生手段106が
設けられている。受信レベル信号発生手段106は、受信
機104の出力のC/No（C:搬送波出力、No:1Hzあたりの雑
音出力）に応じて受信レベル信号を発生させる。受信機
104は、アンテナ出力の周波数をより低い周波数に変換
し、いわゆるIF信号として出力する。受信レベル信号発
生手段106は、このIF信号を取り込んで、IF信号に含ま
れるキャリアのレベル等からC/Noを推定し、このC/Noに
対して単調増加となるような値の受信レベル信号を生成
する。

受信レベル信号は、ステップトラック制御手段108に
供給される。ステップトラック制御手段108は、受信レ
ベル信号の値に応じてステップ角を決定し出力する。

ステップ角は、C/Noが良好な仰角及び方位に適合させ
るために用いられる角度である。この実施例の場合、ス
テップトラック制御手段108は、仰角及び方位に係る２
種類のステップ角を生成する。なお、単に仰角という場
合アレイアンテナ44の仰角を、単に方位という場合アレ
イアンテナ44の方位を、それぞれ指すものとする。ステ
ップトラック制御手段108の構成は、例えば特願平２−1
75014号、特願平２−240413号等（以下、これらを単に
先提案という）に示されている構成を応用することによ
り実現できる。

また、受信機104の後段には受信レベル発生手段106の
他、復調器110が設けられている。復調器110は、受信機
104からIF信号を取り込み復調して、復調により得られ
た情報をデータ端末等に供給する。

この実施例においては、復調器110は、このような本
来的機能の他に少なくともキャリア検出信号（CD）を生
成出力する機能を有している。CDは、所望の信号を一定
レベル以上で受信できているかどうかを示す信号であ
る。CDを発生させるための回路は、例えばPLL（Phase L
ocked Loop）を用いた回路として実現できるが、周知の
ものであるためここでは詳細には説明しない。

駆動制御部の構成 第10図には、駆動制御部88の構成が示されている。

駆動制御部88は、機械軸駆動部86に制御量を与えアレ
イアンテナ44の機械軸を駆動制御すると共に、移相器駆
動回路74に移相器制御入力を与えて電子軸を制御する回
路である。このため、駆動制御部88は、X1軸制御量演算
手段112、Ｙ軸制御量演算手段114及び移相器制御量演算
手段116を有している。

すなわち、X1軸制御量演算手段112は、X1軸駆動手段9
6に供給するX1軸制御量を演算する手段である。同様
に、Ｙ軸制御量演算手段114は、Ｙ軸軸駆動手段98に供
給するＹ軸制御量を演算する手段である。移相器制御量
演算手段116は、移相器駆動回路74に供給する移相器制
御入力を演算する手段である。

これらの回路112、114及び116における演算の基礎と
なる情報は、衛星方位レジスタ118、衛星仰角レジスタ1
20及び揺動検出手段90によって与えられる。

衛星方位レジスタ118は、衛星方位を格納するレジス
タである。衛星方位は、例えばGPS（Global Positionin
g System）等を用いて得ることができる情報であり、衛
星方位レジスタ120には、図示しない装置によって得た
衛星方位が格納される。さらに、衛星方位レジスタ120
には、ジャイロコンパス等から得られるコンパス入力も
入力される。これにより、船舶の方位が得られ、船舶に
対する衛星の方位が得られることになる。衛星仰角レジ
スタ120は、衛星仰角を格納するレジスタであり、同様
にして衛星仰角を格納する。

X1軸、Ｙ軸及び移相器制御量演算手段112、114及び11
6は、衛星方位レジスタ118及び衛星仰角レジスタ120に
格納されている衛星方位及び衛星仰角を用いてX1軸制御
量、Ｙ軸制御量及び移相器制御入力を求める。これによ
り、アレイアンテナ44のが制御され、アレイアンテナ44
のビームが衛星方位及び衛星仰角に応じた方向に制御さ
れる。

また、衛星方位レジスタ118及び衛星仰角レジスタ120
の内容は、ステップトラック制御手段108から供給され
るステップ角により加算更新され、最もC/Noの良いアン
テナ出力を得られるようにアレイアンテナ44のビーム方
向が制御される。このため、駆動制御部88は、衛星方位
レジスタ118の内容にステップ角（方位）を加算して当
該衛星方位レジスタ118に格納する加算器122と、衛星仰
角レジスタ120の内容にステップ角（仰角）を加算して
当該衛星仰角レジスタ120に格納する加算器124と、を備
えている。

さらに、この実施例においては、方位及び仰角の探索
が実行される。このため、探索制御手段126が設けら
れ、衛星方位レジスタ118及び衛星仰角レジスタ120には
それぞれ方位及び仰角に係る探索角が供給される。な
お、探索制御手段126の具体的な構成としては、先提案
に詳細に説明されている回路を応用した回路があり、そ
の動作は先提案に説明されている動作と同様のものであ
る。探索は、電源投入またはサーチ指令に応じて実行す
ればよい。

加えて、X1軸、Ｙ軸及び移相器制御量演算手段112、1
14及び116には、揺動検出手段90が接続されている。揺
動検出手段90は、船舶の揺動のロール及びピッチ成分を
検出するセンサである。X1軸、Ｙ軸及び移相器制御量演
算手段112、114及び116は、ロール、ピッチに応じてア
レイアンテナ44の機械軸（X1軸60及びＹ軸50）と電子軸
（移相器76により実現されるX2軸）を駆動して、揺動補
償を実行する。揺動補償演算は、先に説明したX1−Ｙ−
X2マウントの制御量演算式に則って行われる。すなわ
ち、X1軸60によりロール成分を、Ｙ軸50及びX2軸により
ピッチ成分を補償する。ロールは例えば±25゜、ピッチ
は±15゜が最大補償範囲（規格値）に設定される。

これにより、アレイアンテナ44の機構を複雑にするこ
と無く、また、移相器構成を複雑にすることなく、安価
かつ簡易に揺動補償が実現される。

実体的な回路構成例 以上説明したような構成の回路は、実際には集積回路
を用いて構成するのが好ましい。第11図及び第12図に
は、それぞれ送受信の両機能又は受信機能のみを備えた
構成が示されている。

第11図の回路例においては、アレイアンテナ44を送受
信共用すべくDIP146が設けられており、受信機104はLNA
148及びダウンコンバータ（D/C）150を有している。LNA
148はアンテナ出力の低雑音増幅を、D/C150はIF信号へ
の変換を行う。また、送信のためにLNA152及びアップコ
ンバータ（U/C）154を有する送信器156が設けられてお
り、送信器156の前段には変調器158が設けられている。

復調器110の出力側及び変調器158の入力側は、共にベ
ースバンドプロセッサ160に接続されている。ベースバ
ンドプロセッサ160は、端末との間で信号の授受を行
い、いわゆるベースバンド信号に関する処理を行う回路
である。

また、ベースバンドプロセッサ160にはCPU162及びACU
（Antenna Control Unit）164が順次接続されている。A
CU164は、X1軸60、Ｙ軸50及びX2軸の駆動を担当するユ
ニットであり、CPU162は、ACU164の制御に係る演算動作
等を担当する。

また、第12図の回路例では、第11図の回路から送信に
係る回路部分が除去されている。

従って、アレイアンテナ44を衛星からの受信のみに使
う場合には第12図の回路を、送受信に使う場合には第11
図の回路を用いれば良い。

第２〜第５実施例の外観構成 第13図には、本発明の第２実施例に係る揺動補償型ア
テナ装置の外観構成が示されている。

この実施例においては、X1軸モータ62が、第１実施例
に比べ下寄りに、より正確にはX1軸フレーム48の下端よ
り下側に、配置されている。

このようにすると、X1軸モータ62として比較的大きな
寸法のものを用いることができ、設計的な自由度が増加
する。すなわち、X1軸フレーム48が回転しても、X1軸モ
ータ62に衝突・接触することがない。第１実施例におい
ては、衝突・接触を避けるためにはX1軸モータ62の寸法
を小さくする必要があったが、この実施例ではその様な
考慮の必要がない。

第14図には、本発明の第３実施例に係る揺動補償型ア
ンテナ装置の外観構成が示されている。

この実施例においては、X1軸モータ52がX1軸フレーム
48側に取り付けられている。このようにしても、第１実
施例と同様の効果を得ることができる。

第15図には、本発明の第４実施例に係る揺動補償型ア
ンテナ装置の外観構成が示されている。

この実施例においては、X1軸モータ62がX1軸60に取り
付けられ、Ｙ軸モータ58がＹ軸50に取り付けられてい
る。すなわち、X1軸モータ62及びＹ軸モータ58はそれぞ
れX1軸60及びＹ軸50を直接駆動する。このような構成に
よっても、第１実施例と同様の効果を得ることができ
る。

第16図には、本発明の第５実施例に係る揺動補償型ア
ンテナ装置の外観構成が示されている。

この実施例においては、X1軸60及びX1軸モータ62がレ
ドーム12に取り付けられておらず、脚166に取り付けら
れている。脚166は、樹脂等の非導電性の材質から形成
されており、アレイアンテナ44の輻射に影響を与えない
よう設計されている。脚165は、レドーム12の底面に取
り付けられている。

このような構成としても、前述の第１実施例と同様の
効果を得ることができる。この実施例において用いられ
る脚166は、レドーム12底面の隅部に取り付けられるた
め、アクセスハッチ22の設置にも支障にならない。

なお、この実施例におけるX1軸モータ62をX1軸フレー
ム48側に取り付けることももちろん可能である。

その他 以上の説明は、X1−Ｙ−X2マウントについて行った
が、本発明はY1−Ｘ−Y2マウントについても適用可能で
ある。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のアンテナの揺動補償方
式によれば、搭載に係る移動体、例えば船舶の揺動に係
るロール及びピッチの補償を実現できる。具体的には、
請求項（１）においてはX1軸の回転ξ１によりロール成
分ｒを、Ｙ軸及びX2軸の回転η及びξ２によりピッチ成
分xp、yp及びzpを補償し、請求項（２）においてはY1軸
の回転η１によりピッチ成分ｐを、Ｘ軸及びY2軸の回転
ξ及びη２によりロール成分xr、yr及びzrを補償して、
このような効果を得ることができる。

また、本発明によれば、１軸を電子軸、２軸を機械軸
とすることにより、装置を機械的に安定なシステムとし
て実現可能である。さらに、電子軸が１軸のみであるた
めこの軸の駆動のために複雑乃至大規模なアンテナ構成
を用いる必要がなく、安価なアンテナ装置を得ることが
可能になる。

また、本発明の揺動補償型アンテナ装置によれば、２
軸機械軸、１軸電子軸の構成が、アレイアンテナを用い
て構成され、請求項（１）又は（２）の方式を実現する
装置が安価かつ簡易に実現される。

特に、請求項（４）によれば、各軸の駆動制御に係る
構成が提供される。この構成により、衛星の方位及び仰
角に基づいて当該衛星を追尾させつつ、揺動検出手段の
検出結果に基づき揺動を補償することができる。

請求項（５）及び（６）によれば、それぞれ第１及び
第２のアンテナ駆動手段がサーボループを用いて構成さ
れるため、正確かつ迅速に対応する機械軸が制御され
る。

請求項（７）によれば、２乃至３列Ｎ行配置のアレイ
アンテナにより少数の移相器で電子軸を実現することが
でき、単純かつ簡素な構成で装置を実現でき、価格が低
廉となる。

請求項（８）によれば、受信機の少なくとも一部構成
がアンテナの基板上に配置されるため、受信性能が確保
できる。

請求項（９）によれば、フレームが樹脂であるためア
ンテナの特性劣化等が防止される。

請求項（10）によれば、レドーム側面においてアンテ
ナ等が支持されるため、金属製の脚等を用いる必要がな
く、アンテナの特性等への影響が防止される。請求項
（11）によれば、概ね樹脂製の支持台が用いられるた
め、請求項（10）と同様の効果が得られる。

そして、請求項（12）によれば、アクセスハッチによ
りアンテナ等の保守・点検作業を容易に行うことができ
る。特に、このアクセスハッチがアンテナ直下に設けら
れるため、アンテナの小型化によりレドーム寸法が小さ
くなった場合においても、保守等に係る作業性を確保す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明に係る揺動補償の基本原理
を説明するためのモデルを示す図であり、第１図はX1−
Ｙ−X2マウントを、第２図はY1−Ｘ−Y2マウントをそれ
ぞれ示す図、 第３図は、第１実施例に係る揺動補償型アンテナ装置の
外観構成を示す断面図、 第４図は、第１実施例の全体支持構造を示す斜視図、 第５図は、アレイアンテナの回路構成を示す図、 第６図は、アレイアンテナのビーム特性を示す図、 第７図は、第１実施例の回路構成を示すブロック図、 第８図は、機械軸駆動部の構成を示すブロック図、 第９図は、アンテナ出力処理部の構成を示すブロック
図、 第10図は、駆動制御部の構成を示すブロック図、 第11図及び第12図は、実体的な回路構成を示す図であ
り、第11図は送受信を行う回路を、第12図は受信のみを
行う回路をそれぞれ示す図、 第13図は、第２実施例に係る揺動補償型アンテナ装置の
外観構成を示す断面図、 第14図は、第３実施例に係る揺動補償型アンテナ装置の
外観構成を示す断面図、 第15図は、第４実施例に係る揺動補償型アンテナ装置の
外観構成を示す断面図、 第16図は、第５実施例に係る揺動補償型アンテナ装置の
外観構成を示す断面図、 第17図は、第１従来例に係るアンテナ装置の外観構成を
示す斜視図、 第18図は、第１従来例の外観構成を示す側面図、 第19図は、第２従来例に係るアンテナ装置の外観構成を
示す斜視図、 第20図は、第３従来例に係るアンテナ装置の軸構成を示
す図、 第21図は、第４従来例に係るアンテナ装置の外観構成を
示す斜視図である。 12……レドーム 22……アクセスハッチ 44……アレイアンテナ 46……アンテナ素子 48……X1軸フレーム 50……Ｙ軸 58……Ｙ軸モータ 60……X1軸 62……X1軸モータ 74……移相器駆動回路 76−1,76−２……移相器（PS） 78−1,78−2,78−3,80……合成器 86……機械軸駆動部 88……駆動制御部 90……揺動検出手段 92……アンテナ出力部 96……X1軸駆動手段 98……Ｙ軸駆動手段 100……X1軸角度検出手段 102……Ｙ軸角度検出手段 104……受信機 106……受信レベル信号発生手段 112……X1軸制御量演算手段 114……Ｙ軸制御量演算手段 116……移相器制御量演算手段 118……衛星方位レジスタ 120……衛星仰角レジスタ 128……揺動補償型アンテナ装置 148,152……LNA 150……ダウンコンバータ 154……アップコンバータ 156……送信器 160……ベースバンドプロセッサ 162……CPU 164……ACU 166……脚 X1,Y,Y1,X……機械軸 X2,Y2……電子軸

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動体の進行方向と平行に設けられるX1軸
   と、X1軸と垂直に設けられX1軸が回転するとこのX1軸を
   中心に移動するＹ軸と、Ｙ軸と垂直に設けられＹ軸が回
   転するとこのＹ軸を中心に移動するX2軸と、の３軸を有
   するX1−Ｙ−X2マウントのアンテナにおいて、 X2軸が、その回りにアンテナの指向性を変化させる電子
   制御軸であり、 X1軸の回転により移動体の横揺れに係るロール成分を補
   償し、 Ｙ軸及びX2軸の回転により移動体の縦揺れに係るピッチ
   成分を補償することを特徴とするアンテナの揺動補償方
   式。
2. 【請求項２】移動体の進行方向と垂直に設けられるY1軸
   と、Y1軸と垂直に設けられY1軸が回転するとこのY1軸を
   中心に移動するＸ軸と、Ｘ軸と垂直に設けられＸ軸が回
   転するとこのＸ軸を中心に移動するY2軸と、の３軸を有
   するY1−Ｘ−Y2マウントのアンテナにおいて、 Y2軸が、その回りにアンテナの指向性を変化させる電子
   制御軸であり、 Y1軸の回転により移動体の縦揺れに係るピッチ成分を補
   償し、 Ｘ軸及びY2軸の回転により移動体の横揺れに係るロール
   成分を補償することを特徴とするアンテナの揺動補償方
   式。
3. 【請求項３】複数個のアンテナ素子がマトリクス配置さ
   れ、所定の方向に沿ってビーム指向性が変化するよう当
   該複数個のアンテナ素子に係る信号を移相する所定個数
   の移相器を有する平板状のアレイアンテナと、 フレームに取り付けられ当該ビーム指向性の変化方向と
   直交する軸を中心にアレイアンテナを回転させる第１の
   アンテナ駆動手段と、 第１のアンテナ駆動手段による軸と直交する軸を中心に
   第１のアンテナ駆動手段が取り付けられたフレームを回
   転させる第２のアンテナ駆動手段と、 搭載に係る船舶等の移動体の揺動を検出する揺動検出手
   段と、 検出される揺動に応じてアレイアンテナの移相器、第１
   のアンテナ駆動手段及び第２のアンテナ駆動手段を制御
   して、アレイアンテナのビームが衛星を向くよう制御す
   る駆動制御手段と、 を備えることを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
4. 【請求項４】請求項（３）記載の揺動補償型アンテナ装
   置において、 駆動制御手段が、 衛星方位、衛星仰角及び移動体の揺動に基づき移相器の
   移相量を決定する移相器制御量演算手段と、 衛星方位、衛星仰角及び移動体の揺動に基づき第１のア
   ンテナ駆動手段によるアレイアンテナの回転量を決定す
   る第１の機械軸制御量演算手段と、 衛星方位、衛星仰角及び移動体の揺動に基づき第２のア
   ンテナ駆動手段による第１のアンテナ駆動手段が取り付
   けられたフレームの回転量を決定する第２の機械軸制御
   量演算手段と、 を含むことを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
5. 【請求項５】請求項（３）記載の揺動補償型アンテナ装
   置において、 第１のアンテナ駆動手段が、 アレイアンテナを回転させる第１の機械軸モータと、 第１の機械軸モータの回転角度を検出する第１の機械軸
   角度検出手段と、 第１の機械軸角度検出手段により検出される第１の機械
   軸モータの回転角度に基づき第１の機械軸モータをサー
   ボ制御する第１の機械軸モータ制御手段と、 を含むことを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
6. 【請求項６】請求項（３）記載の揺動補償型アンテナ装
   置において、 第２のアンテナ駆動手段が、 第１のアンテナ駆動手段が取り付けられたフレームを回
   転させる第２の機械軸モータと、 第２の機械軸モータの回転角度を検出する第２の機械軸
   角度検出手段と、 第２の機械軸角度検出手段により検出される第２の機械
   軸モータの回転角度に基づき第２の機械軸モータをサー
   ボ制御する第２の機械軸モータ制御手段と、 を含むことを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
7. 【請求項７】請求項（３）記載の揺動補償型アンテナ装
   置において、 アンテナ素子が、２乃至３列Ｎ（Ｎは自然数）行にマト
   リクス配置され、 ２個の移相器がアンテナ素子配列の各列のうち両端の列
   にそれぞれ対応して設けられたことを特徴とする揺動補
   償型アンテナ装置。
8. 【請求項８】請求項（７）記載の揺動補償型アンテナ装
   置において、 アレイアンテナが、 少なくともアンテナ素子が表面に形成される基板と、 各移相器又はアンテナ素子の出力を合成し基板上に形成
   される合成器と、 基板背面に配置され合成器の出力を受信する受信機フロ
   ントエンドと、 を有することを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
9. 【請求項９】請求項（３）記載の揺動補償型アンテナ装
   置において、 第１のアンテナ駆動手段が取り付けられるフレームが概
   ね樹脂から形成されることを特徴とする揺動補償型アン
   テナ装置。
10. 【請求項１０】請求項（３）記載の揺動補償型アンテナ
    装置において、 少なくともアレイアンテナ、第１のアンテナ駆動手段
    及び第２のアンテナ駆動手段を覆うよう電波が透過する
    部材で形成され、側面には第２のアンテナ駆動手段が取
    り付けられるアンテナ支持部が形成される有底椀状のレ
    ドームを有し、 少なくともアレイアンテナ、第１のアンテナ駆動手段及
    び第２のアンテナ駆動手段がレドームによって支持され
    ることを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
11. 【請求項１１】請求項（３）記載の揺動補償型アンテナ
    装置において、 少なくともアレイアンテナ、第１のアンテナ駆動手段及
    び第２のアンテナ駆動手段を覆うよう電波が透過する部
    材で形成される有底椀状のレドームと、 レドーム底面から上方に伸長され上部に第２のアンテナ
    駆動手段が取り付けられるよう概ね樹脂から形成される
    支持台と、 を有し、 少なくともアレイアンテナ、第１のアンテナ駆動手段及
    び第２のアンテナ駆動手段が支持台によって支持される
    ことを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。
12. 【請求項１２】請求項（10）又は（11）記載の揺動補償
    型アンテナ装置において、 レドーム底面が偏心して支持され、かつアレイアンテナ
    ほぼ直下位置に所定寸法の孔であるアクセスハッチが開
    口することを特徴とする揺動補償型アンテナ装置。