JPH0750514A

JPH0750514A - 静止衛星追尾用移動体アンテナ装置

Info

Publication number: JPH0750514A
Application number: JP21210893A
Authority: JP
Inventors: Yukichi Sekiguchi; 祐吉関口
Original assignee: Sanwa Seiki Ltd
Current assignee: Sanwa Seiki Ltd
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ジャイロセンサ１０、１６のドリフトによって
アンテナ６の姿勢制御に誤差が生じる事を防止する。こ
れによって、少ない電力消費で、安定した通信を可能と
する。【構成】ドリフトが原因となって指向方向を合わせるべ
き目標値を変更した場合に、この変更量に基づいてドリ
フト値の修正量を求める。この修正量を加えて、上記ア
ンテナ６の姿勢制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る静止衛星追尾用移
動体アンテナ装置は、地震、台風等の災害時に出動する
無線車に組み込み、上空に存在する静止衛星を利用して
各種連絡を行なうものである。

【０００２】

【従来の技術】地震や台風等の災害時に於いて現場と対
策本部等との間の連絡を行なう手段として、無線が使用
されるが、近年、上空に打ち上げられた静止衛星を利用
し、遠く離れた場所同士で、明瞭な通信を行なえる様に
する事が多くなっている。

【０００３】この様な静止衛星を利用した無線通信を行
なう場合、アンテナを所定の静止衛星に正しく向ける必
要がある。何となれば、現在上空には多くの静止衛星が
打ち上げられており、アンテナの向きが僅か（５度程
度）にずれた場合でも、アンテナが本来向いていなけれ
ばならない静止衛星の隣の静止衛星に向いてしまい、無
線通信を行なえなくなる為である。

【０００４】一方、移動体アンテナ装置である車載アン
テナ装置の場合、無線車の向きが頻繁に変わる他、道路
の状態等に応じて無線車の傾斜方向及び傾斜角度が変化
する。この為、無線車の走行中にも通信を行なえる様に
する為には、無線車に対するアンテナの向きを頻繁に調
節し、このアンテナを常に上記静止衛星に向けておく必
要がある。

【０００５】この様な目的で使用される静止衛星追尾用
移動体アンテナ装置として、図１に示す様な構造のアン
テナ装置が考えられている。このアンテナ装置を構成す
る支持台１は、無線車の車体の屋根面等に固定される。
この支持台１の上面にはターンテーブル２が、鉛直軸３
を中心とする回転自在に設けられており、このターンテ
ーブル２は、上記鉛直軸３の周囲に設けられた方位角変
更用モータ４への通電に基づき、上記鉛直軸３を中心に
旋回する。

【０００６】又、上記ターンテーブル２の上面には、間
隔をあけて１対の支持脚５、５を固定している。そし
て、両支持脚５、５の上端部にアンテナ６の水平方向両
端部を枢支している。上記アンテナ６の一端部（図１の
右端部）とこの一端部が対向する支持脚５の上端部との
間には仰角変更用モータ７を設けて、上記アンテナ６の
仰角を変更自在としている。

【０００７】上述の様に構成される静止衛星追尾用移動
体アンテナ装置は、例えば上記ターンテーブル２の上面
に設けた制御器８により、上記方位角変更用モータ４と
仰角変更用モータ７への通電を制御して、上記アンテナ
６の向きを調節し、車両の進行方向の変化に拘らず、ア
ンテナ６を静止衛星に向ける（アンテナ６の指向方向と
静止衛星の方角とを一致させる）。

【０００８】この様に、アンテナ６の指向方向と静止衛
星の方角とを一致させる為に従来は、図２に示す様なス
テップトラック方式と呼ばれる制御方法を採用してい
た。先ず、この従来の制御方法に就いて簡単に説明す
る。最初に、基準点を設定する。この基準点の設定
は、車両の位置（緯度並びに経度）と通信を行なおうと
する静止衛星の位置とから定める。

【０００９】基準点を設定したならば、上記方位角変
更用モータ４に少しだけ通電して、上記アンテナ６の指
向方向の内の方位角を少し（１ステップ分）だけ上記基
準点から変位させ、変位の前後での上記アンテナ６の
受信レベル（静止衛星からアンテナ６に達する電波の強
さ）を求める。そして、上記変位に伴って受信レベルが
増加した場合には、変位後の点を新たな基準点として
設定する。又、上記変位に伴って受信レベルが減少した
場合には、上記変位の方向とは逆方向に１ステップ分だ
け変位させた点を、新たな基準点として設定する。更
に、上記変位に伴って受信レベルが増減しなかった場合
には、上記基準点をそのまま新たな基準点とする。

【００１０】新たな基準点が設定されたならば、上記
仰角変更用モータ７に少しだけ通電して、上記アンテナ
６の指向方向の内の仰角を少し（１ステップ分）だけ上
記基準点から変位させ、変位の前後での上記アンテナ
６の受信レベルを求める。そして、上記変位に伴って受
信レベルが増加した場合には、変位後の点を新たな基準
点として設定する。又、上記変位に伴って受信レベル
が減少した場合には、上記変位の方向とは逆方向に１ス
テップ分だけ変位させた点を、新たな基準点として設
定する。更に、上記変位に伴って受信レベルが増減しな
かった場合には、上記基準点をそのまま新たな基準点
とする。

【００１１】以下、上記新たな基準点を最初の基準点
にする更新動作を行なう事で、上述の動作を繰り返
し、アンテナ６の指向方向を静止衛星の方角に近づけ
る。

【００１２】ところが、上述の様に構成される従来の静
止衛星追尾用移動体アンテナ装置の場合には、アンテナ
６の指向方向と静止衛星の方角とを一致させる為に長い
時間を要したり、或はこれら指向方向と方角とを一致さ
せておく精度が必ずしも十分ではなかった。

【００１３】即ち、上記指向方向を上記方角に一致させ
る作業は、方位角方向及び仰角方向の何れの方向も、互
いの方向を独立させた状態で１ステップ分ずつ行なわれ
る。そして、これらが一致した後も、この１ステップ分
ずつの変位は絶えず行なわれる。従って、上記指向方向
を上記方角に一致させた後、アンテナ６の受信レベルが
大きく変化しない様にする為には、上記１ステップ分の
幅（角度）を小さくする必要がある。これに対して、こ
の１ステップ分の幅を小さくすると、上記指向方向を上
記方角に一致させる迄の間に多数回の変位を行なわなけ
ればならなくなり、一致させる為に長い時間を要する事
になる。

【００１４】

【本発明の基本となる発明】この様な事情に鑑みて本発
明者は、次の様な静止衛星追尾用移動体アンテナ装置に
関する発明を行なった（同日付で提出した特許出願（整
理番号＝ＮＥＬ９３０４１）に係る発明。以下、『関連
発明』とする。）。この関連発明の静止衛星追尾用移動
体アンテナ装置の制御部は、図３のブロック図に示す様
に構成されており、図４のフローチャートに示す様に機
能する。アンテナ６と共に鉛直軸３（図１）を中心とし
て旋回するアンテナ慣性系９部分には、この旋回の対地
角速度を検出する方位角ジャイロセンサ１０を付設して
いる。この方位角ジャイロセンサ１０から送り出され
る、上記アンテナ慣性系９部分の方位角方向に亙る対地
角速度を表わす速度電圧は、ＡＤ変換器１１ａ、積分器
１２ａを介し、上記アンテナ６の指向方向の内の方位角
を表わす信号ｘとして、加算器１３ａに送り込まれる。

【００１５】この加算器１３ａには、上記方位角を表わ
す信号ｘの他、設定器１４から方位角の目標値を表わす
信号ｘｔが送り込まれる。そしてこの加算器１３ａは、
これら両信号ｘ、ｘｔから、アンテナ６の指向方向の内
の方位角が目標値（ｘｔ）に対してずれている大きさ及
び方向を求める。そして、このずれを表わす信号ｅｘ
を、方位角変更用モータ４への通電量を求める為の演算
部１５ａに送る。

【００１６】この演算部１５ａには、上記信号ｅｘの
他、上記アンテナ慣性系９部分の方位角方向に亙る角速
度を表わす信号ｄｘが、上記ＡＤ変換器１１ａから送り
込まれる。上記演算部１５ａは、これら両信号ｅｘ、ｄ
ｘに基づき、上記信号ｘで表わされる方位角を信号ｘｔ
で表わされる目標値に一致させるべく、上記方位角変更
用モータ４への通電量と通電方向とを求め、この方位角
変更用モータ４に通電する。この通電に基づき、上記ア
ンテナ慣性系９部分が上記鉛直軸３を中心に回転して、
上記方位角（ｘ）が目標値（ｘｔ）に一致する。

【００１７】又、上記アンテナ慣性系９部分には、水平
軸を中心とする揺動に伴う対地角速度を検出する仰角ジ
ャイロセンサ１６を設けている。この仰角ジャイロセン
サ１６から送り出される、上記アンテナ慣性系９部分の
仰角方向に亙る対地角速度を表わす速度電圧は、ＡＤ変
換器１１ｂ、積分器１２ｂを介し、アンテナ６の指向方
向の内の仰角を表わす信号ｙとして、加算器１３ｂに送
り込まれる。

【００１８】この加算器１３ｂには、上記仰角を表わす
信号ｙの他、上記設定器１４から仰角の目標値を表わす
信号ｙｔが送り込まれる。そしてこの加算器１３ｂは、
これら両信号ｙ、ｙｔから、アンテナ６の指向方向の内
の仰角が目標値（ｙｔ）に対してずれている大きさ及び
方向を求める。そして、このずれを表わす信号ｅｙを、
仰角変更用モータ７への通電量を求める為の演算部１５
ｂに送る。

【００１９】この演算部１５ｂには、上記信号ｅｙの
他、上記アンテナ慣性系９部分の仰角方向に亙る角速度
を表わす信号ｄｙが、上記ＡＤ変換器１１ｂから送り込
まれる。上記演算部１５ｂは、これら両信号ｅｙ、ｄｙ
に基づき、上記信号ｙで表わされる仰角を信号ｙｔで表
わされる目標値に一致させるべく、上記仰角変更用モー
タ７への通電量と通電方向とを求め、この仰角変更用モ
ータ７に通電する。この通電に基づき、上記アンテナ慣
性系９部分が上記鉛直軸３を中心に回転して、上記仰角
（ｙ）が目標値（ｙｔ）に一致する。

【００２０】一方、アンテナ６が静止衛星から受ける電
波の強さである受信レベルを表わす信号Ｅは、ＡＤ変換
器１７を介して、判定器１８に送り込まれる。この判定
器１８には、上記受信レベルを表わす信号Ｅの他、上記
アンテナ６の指向方向と目標値とのずれを表わす前記信
号ｅｘ、ｅｙが送り込まれる。上記判定器１８は、これ
ら各信号Ｅ、ｅｘ、ｅｙに基づき、受信レベルが大きく
なる方向を、上記目標値（ｘｔ、ｙｔ）に対して求め、
上記設定器１４に送る。そしてこの設定器１４は、上記
判定器１８が求めた方向に基づき、前記アンテナ６の指
向方向と静止衛星の方角とをより近づける事が可能な方
位角並びに仰角を求め、これら求めた方位角及び仰角
を、新たな目標値として更新し、この更新された目標値
に基づいて前記信号ｘｔ、ｙｔを出力する。

【００２１】上記設定器１４は、アンテナ装置の置かれ
た状況に従って、サーチモードと追尾モードとを自動的
に切り換え、上記目標値を更新しつつ、アンテナ６の指
向方向と静止衛星の方角とを迅速に一致させ、一致した
後はこれらを高精度に一致させたままの状態に保持す
る。この際の作用を、図４のフローチャートにより説明
する。

【００２２】それまで使用を休止していた静止衛星追尾
用移動体アンテナ装置を使用すべく、電源スイッチをＯ
Ｎすると、先ず制御器８がサーチモードで働く。このサ
ーチモードでは、前記仰角変更用モータ７には通電せ
ず、従って前記アンテナ６の仰角を不動としたまま、方
位角変更用モータ４に通電してこのアンテナ６を鉛直軸
３を中心に旋回させる。尚、この様なサーチモードに於
いてアンテナ６を不動に保持する最初の仰角の大きさ
は、車両が位置する緯度と赤道上空の静止衛星の高さ
（約３万６千km）との関係で定まる。従って、制御器８
には、上記アンテナ装置を使用する地域の緯度に合わせ
て、上記保持すべき仰角を記憶させておく。この仰角
は、例えば根室で２９度、鹿児島で４７度である。

【００２３】上述の様にアンテナ６を、仰角を固定した
まま鉛直軸３を中心に回転させたならば、（旋回に伴っ
て変化する）上記アンテナ６の方位角と前記受信レベル
との関係を求める。そして、１回の旋回でこの受信レベ
ル（Ｅ）が予め決定された所定値（Ｌ₁ ）に達しなかっ
た（Ｅ＜Ｌ₁ ）場合には、上記仰角を一定量変化させた
後、再びこの仰角を固定したまま鉛直軸３を中心に回転
させ、上記関係を求める。この作動は受信レベル（Ｅ）
が所定値（Ｌ₁ ）以上に達する迄、旋回毎に行なう。受
信レベル（Ｅ）が所定値（Ｌ₁ ）以上に達した（Ｅ＞Ｌ
₁ ）場合、この場合に於ける方位角と仰角とを、上記指
向方向の目標値として設定する。この様に前記設定器１
４で目標値を設定すると共に、周回範囲を初期化して、
この周回範囲を最大値とする。周回とは、上記アンテナ
６の指向方向を振る（変化させる）動作を言い、周回範
囲とは、上記指向方向を変化させる角度範囲である。指
向方向を変化させる動作は、前記方位角変更用モータ４
と仰角変更用モータ７とを適宜関連させつつ往復回転さ
せる事で行なう。この周回範囲が大きい程、アンテナ６
の指向方向を静止衛星の方角に一致させる動作が速くな
る反面、周回に伴う上記受信レベルの変動が大きくな
る。

【００２４】尚、上記周回範囲の最大値は、上記アンテ
ナ６の指向特性に基づいて定める。図５は、本発明装置
に組み込まれる一般的なアンテナの指向特性を示してい
る。アンテナ６の指向方向と静止衛星の方角とのずれ角
度が大きくなるほど受信レベルが低くなるが、或る程度
以上受信レベルが低くなった場合には、衛星からの電波
とノイズとの区別がつかなくなる。そこで、衛星からの
電波がノイズのピーク値よりも高くなる様に安全率（ノ
イズマージン）を持たせた状態で、上記最大値を定め
る。即ち、図５でノイズのピーク値よりも十分に高いス
レッシュホールドレベルを確保できる範囲ｒ₀ を、上記
最大値として採用する。一般的にこの範囲ｒ₀ は、一応
通信が行なえるとされる半値幅よりも広い。

【００２５】上記目標値が求められたならば、上記アン
テナ６の指向方向をこの目標値に一致させる。この動作
は、上記方位角変更用モータ４と仰角変更用モータ７と
への通電に基づいて行なう。そして、上記指向方向と目
標値とが一致したならば、次述する追尾モードに移る。

【００２６】この追尾モードは、周回範囲を次第に狭く
する第一追尾モードと、この第一追尾モードで最小値又
はその近くに迄狭められた周回範囲をそのまま維持する
第二追尾モードとから成る。上記第一追尾モードは、上
記アンテナ６の指向方向と静止衛星の方角とを迅速に一
致させる為のものである。この第一追尾モードでは、初
めに、上記方位角変更用モータ４及び仰角変更用モータ
７への通電に基づき、上記サーチモードで設定された目
標値を基準として、アンテナ６の指向方向を変更する周
回を行なう。

【００２７】この周回の結果、上記アンテナ６の受信状
態が良好（受信レベルＥ＞所定値Ｌ₁ ）である場合に
は、周回に伴って変化する方位角及び仰角と受信レベル
との関係から、より高い受信レベルを得られると考えら
れる方位角及び仰角を推定する。そして、この推定した
方位角及び仰角を新たな目標値として設定する、目標値
の更新を行なう。尚、この推定は、方位角及び仰角と受
信レベルとの関係から、受信レベルが高くなる方位角及
び仰角を求める事で行なう。例えば、最も単純な推定方
法として、周回に伴って受信レベルが最高値となった場
合の方位角と仰角とを、上記新たな目標値とする事が考
えられる。

【００２８】上述の様にして、より高い受信レベルを得
られると考えられる方位角及び仰角を推定したならば、
推定した方位角及び仰角の値を新たな目標値として設定
すると共に、周回範囲を狭めた後、更新された目標値と
狭められた周回範囲とに基づく周回を行なう。この様
に、目標値を更新すると共に周回範囲を狭める動作は、
この周回範囲が十分に狭くなる迄繰り返し行なう。そし
て、周回範囲が十分に狭まり、例えば予め設定した最小
値に達した場合（或は最小値よりは大きいが十分に小さ
い値になった場合）には、後述する第二追尾モードに移
って、上記アンテナ６の指向方向と静止衛星の方角とを
高精度で一致させたままの状態に保持する。

【００２９】一方、上記周回の結果、上記アンテナ６の
受信状態が不良（受信レベルＥ＜所定値Ｌ₁ ）である場
合には、周回範囲を拡大して周回を継続すると共に、連
続して受信が不良であった周回の回数を数える。そし
て、この回数が所定回数を越えた場合には、前述したサ
ーチモードに戻る。この様に、サーチモードから第一追
尾モードに切り換わった後、受信不良となる事態は、ア
ンテナ装置を設けた車両が動く等による外的要因に基づ
いて上記アンテナ６の方向が変化し、前記方位角ジャイ
ロセンサ１０又は仰角ジャイロセンサ１６が、この変化
を検知できなかった場合等に生じる。

【００３０】更に、上述した第一追尾モードで周回範囲
を十分に狭めた後に行なわれる第二追尾モードでは、上
記方位角変更用モータ４及び仰角変更用モータ７への通
電に基づき、上記第一追尾モードで更新された最新（最
終）の目標値を基準に周回を行なう。尚、周回範囲が最
小値になる以前に第二追尾モードに移る制御を行なった
場合には、この第二追尾モードでも、最小値となる迄の
間は、周回の度に周回範囲を狭くする。

【００３１】この周回の結果、上記アンテナ６の受信状
態が良好である場合には、周回に伴って変化する方位角
及び仰角と受信レベルとの関係から、より高い受信レベ
ルを得られると考えられる方位角及び仰角を推定し、こ
の推定した方位角及び仰角を新たな目標値として設定す
る、目標値の更新を行ない、この更新された目標値に基
づく周回を、周回範囲を最小値としたまま行なう。従っ
て、上記アンテナ６の指向方向と静止衛星の方角とが、
周回を重ねる毎に近づき、アンテナ６の受信レベルが向
上して、より良好な通信を行なえる様になる。しかも、
周回範囲が狭い為、周回に伴う上記受信レベルの変化量
も少ない。

【００３２】一方、上記周回の結果、上記アンテナ６の
受信状態が不良である場合には、目標値をそのままに
し、周回範囲をそのまま又は拡大して周回を継続すると
共に、連続して受信状態が不良であった周回の回数を数
える。そして、この回数が所定回数を越えた場合には、
前述した第一追尾モードに戻る。この様に、第二追尾モ
ードに移った後、受信状態が不良になる事態は、車両が
トンネルに入ったり、或は車両の近くに障害物（ビルデ
ィング、他の大型車両等）が存在する様になった場合等
に発生する。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】上述の様な関連発明に
よれば、アンテナ６の指向方向と静止衛星の方角とを迅
速に一致させ、一致した後はこれらを高精度に一致させ
たままの状態に保持できる為、災害時等、緊急時に於け
る通信確保に大きく寄与できる。但し、上記関連発明に
よる制御を正確且つ円滑に行なわせる為には、方位角ジ
ャイロセンサ１０及び仰角ジャイロセンサ１６の測定値
に基づいてアンテナ６の指向方向を正確に求めなければ
ならない。

【００３４】ところが、上記各ジャイロセンサ１０、１
６が測定する、各方向の角速度に関する測定値には、程
度の差があるにしても、誤差（ドリフト）が存在する事
が避けられない。即ち、上記各ジャイロセンサ１０、１
６の出力値ω_OUT は、図６に示す様に、角速度ωに比例
して変化し、角速度ωが零の場合には出力値ω_OUT も零
になるのが理想である。ところが、実際の場合には図７
に示す様に、鎖線で表わした理想出力に対して実線で表
わした実際の出力値ω_OUT にはドリフトΩが存在する事
が避けられず、しかも、このドリフトΩは、温度により
変化するのが一般的である。

【００３５】一方、上記関連発明の場合には、上記指向
方向を表わす方位角と仰角とを、それぞれ方位角ジャイ
ロセンサ１０と仰角ジャイロセンサ１６とが検出する各
方向の角速度の積算値として求める。この為、上記ドリ
フトは積算されて、時間の経過と共にアンテナ６の実際
の指向方向と、上記各センサ１０、１６からの信号に基
づいて制御器８が算出した指向方向との間にずれ角度が
生じる。

【００３６】上記関連発明の場合には、この様に指向方
向の実際値と算出値との間に差が生じた場合でも、周回
動作に伴って実際に指向方向を静止衛星の方角に一致さ
せる修正が行なわれる。ところが、上記各センサ１０、
１６のドリフトに基づいて、必要以上に修正が行なわれ
る為、方位角変更用モータ４、仰角変更用モータ７の電
力消費が嵩むだけでなく、上記アンテナ６の受信レベル
が頻繁に変動する為、好ましくない。

【００３７】本発明の静止衛星追尾用移動体アンテナ装
置は、上述の様な不都合を解消して、前記関連発明の実
用性をより一層向上させるものである。

【００３８】

【課題を解決する為の手段】本発明の静止衛星追尾用移
動体アンテナ装置の内、請求項１に記載したものは、支
持台と、この支持台の上方に指向方向の調節自在に設け
られたアンテナと、このアンテナの指向方向を変化させ
る為の駆動装置と、上記アンテナの指向方向を求める為
のジャイロセンサと、このジャイロセンサからの信号に
基づいて上記アンテナの指向方向を演算し、この演算の
結果に基づいて上記指向方向を変化させるべく、上記駆
動装置を制御する制御器とを備えている。そして、この
制御器は次の（ａ）〜（ｃ）の機能を有する。（ａ）所定の目標値を基準として上記アンテナの指向方
向を変化させる周回を行なわせる機能。（ｂ）上記周回に伴って変化するアンテナの指向方向と
このアンテナの受信レベルとの関係から、指向方向と静
止衛星の方角との差をより小さくする方向を求め、求め
た値を新たな目標値として更新すると共に、上記アンテ
ナの指向方向を更新された新たな目標値に応じて変化さ
せる機能。（ｃ）元の目標値と新たな目標値との差である目標値の
変更量に基づいて、上記ジャイロセンサのドリフト値を
修正する機能。

【００３９】又、請求項２に記載した静止衛星追尾用移
動体アンテナ装置は、支持台と、この支持台の上方に指
向方向の調節自在に設けられたアンテナと、このアンテ
ナの指向方向を変化させる為の駆動装置と、上記アンテ
ナの指向方向を求める為のジャイロセンサと、このジャ
イロセンサからの信号に基づいて上記アンテナの指向方
向を演算し、この演算の結果に基づいて上記指向方向を
変化させるべく、上記駆動装置を制御する制御器と、上
記ジャイロセンサ設置部分の温度を測定する温度センサ
と、上記ジャイロセンサを不動とした状態でのこの温度
センサと上記ジャイロセンサの出力との関係に基づき、
この出力をジャイロセンサのドリフトとして記憶する不
揮発メモリーとを備え、上記制御器は上記温度センサか
らの信号と上記不揮発メモリーに記憶されたドリフト値
とから、当該温度に於けるドリフト値の修正を加えつ
つ、上記駆動装置の制御を行なう機能を有する。

【００４０】

【作用】上述の様に構成される本発明の静止衛星追尾用
移動体アンテナ装置によれば、ジャイロセンサのドリフ
トを修正する事により、アンテナの指向方向を、このド
リフトによる誤差を含まず正確に求める事ができる。

【００４１】先ず、請求項１に記載した発明によれば、
アンテナの指向方向を一致させるべき目標値が更新され
た場合に、この更新に伴う目標値の変更量に基づいてド
リフトの修正を行なう。即ち、ジャイロセンサの検出値
に修正を加え、修正後のデータに基づいて駆動装置を制
御する事により、上記指向方向を変更後の目標値に近づ
ける。従って、指向方向の変更の際には、上記ドリフト
に基づく誤差が入り込まず、上記指向方向を目標値に近
づける作業が正確に行なわれる。

【００４２】又、請求項２に記載した発明によれば、不
揮発メモリーに記憶したジャイロセンサのドリフト値に
より、温度変化に応じた修正が行なわれる。この為、指
向方向の変更の際には、上記ドリフト値に基づく誤差が
入り込まず、上記指向方向を目標値に近づける作業が正
確に行なわれる。

【００４３】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明するが、本発明
の特徴は、ジャイロセンサのドリフトに拘らずアンテナ
の指向方向を正確に求め、この指向方向と目標値とを正
確に一致させる点に特徴があり、その他の構成及び作用
は、前述した関連発明と同様である。よって重複する説
明を省略し、以下、本発明の特徴部分に就いて説明す
る。

【００４４】先ず、請求項１に対応する、本発明の第一
実施例に就いて説明する。尚、上記関連発明に対する本
発明の特徴点は、前記請求項１の構成要件中（ｃ）の点
である為、この（ｃ）部分の実施例に就いて説明する。

【００４５】本実施例の場合には、時間Ｔの間に変更し
た目標値の変更量の積算値をΣ△θ_T とした場合に、ド
リフトの修正量をΣ△θ_T ／Ｔとする事で、ジャイロセ
ンサのドリフトを修正する。このジャイロセンサには、
方位角ジャイロセンサ１０と仰角ジャイロセンサ１６と
を含む。そして制御器８は、ドリフトを修正した後のデ
ータに基づいて、駆動装置である方位角変更用モータ４
及び仰角変更用モータ７を制御する。

【００４６】この様に上記各モータ４、７を制御する事
により、アンテナ６の指向方向を変更する際に、上記各
センサ１０、１６のドリフトに基づく誤差が入り込ま
ず、上記指向方向を目標値に近づける作業が正確に行な
われる。この様に、ドリフトの修正量をΣ△θ_T ／Ｔと
する事でアンテナ６の指向方向変更を正確に行なえる理
由は、次の通りである。

【００４７】アンテナ慣性系９部分の角速度（実際の
値）をωとした場合、実際にアンテナ６の指向方向が変
化した変更量（角度）θは、次の（１）式で表される。

【数１】一方、ジャイロセンサの検出値ω_OUT に基づいて求めら
れる算出値θ_OUT は、次の（２）式で表される。

【数２】従って、時間Ｔ経過後の算出値θ_OUT は、次の（３）式
で表される。 θ_OUT ＝θ＋ΩＴ−−−（３）この（３）式から明らかな通り、実際に上記指向方向が
変化した角度である変更量とジャイロセンサの検出値か
ら求めた算出値との間にはΩＴだけの差が生じる。そし
て、この差は、時間の経過と共に大きくなる。上記各モ
ータ４、７による指向方向の変更作業は、この算出値に
基づいて行なわれるので、前述した関連発明の様に、目
標値を定め、この目標値と指向方向とを一致させるべ
く、アンテナ６を動かした場合でも、時間の経過と共に
これら目標値と指向方向との間に大きなずれを生じる事
になる。

【００４８】上記関連発明の場合には、このずれに伴っ
て新たな目標値の設定が必要になった場合には、目標値
の更新を行なうべく、目標値を変更する。この場合に、
前述した第二追尾モード時の様に、アンテナ６の指向方
向を静止衛星の方角に近づけた状態では、上記目標値の
変更は、主としてジャイロセンサのドリフトに基づいて
生じたものと考えられる。そこで、時間Ｔの間に変更し
た目標値の変更量の積算値をΣ△θ_T とした場合に、ド
リフトの修正量をΣ△θ_T ／Ｔとすれば、ジャイロセン
サのドリフトを修正できる事になる。

【００４９】又、ドリフトの修正は、前回の目標値の変
更量を△θ_T(n-1)とし、今回の目標値の変更量を△θ_T
とし、Ｐを１未満の正の数とした場合に、今回のドリフ
ト修正量Ω_n をＰ・△θ_T ＋（１−Ｐ）・△θ_T(n-1)と
する事でも行なえる（請求項１に対応する、本発明の第
二実施例）。この様な制御をすれば、上述した第一実施
例の場合に比べて、メモリーの容量が少なくて済む。
尚、過去の修正量の影響をどの程度残すかは、上記Ｐの
値により調整自在である。即ち、Ｐを１に近づければ、
過去の修正量の影響が少なくなり、反対にＰを零に近づ
ければ、過去の修正量の影響が多くなる。

【００５０】次に、図８〜９は、請求項２に対応する、
本発明の第三実施例を示している。ジャイロセンサ１０
（１６）の出力と、サーミスタ等、アンテナ６設置部分
の温度を検出する温度センサ２２の出力とは、それぞれ
増幅器１９ａ、１９ｂ、ＡＤ変換器２０ａ、２０ｂを介
して、マイクロコンピュータである制御器８ａに入力し
ている。この制御器８ａには、アンテナ６の姿勢制御を
行なうソフトウェアを記録したＲＯＭ（リードオンリー
メモリ）２３の他、不揮発メモリー２４を接続してい
る。この制御器８ａの出力は、増幅器２１を介してモー
タ４（７）に送られ、このモータ４（７）によりアンテ
ナ６の指向方向を変化させる。

【００５１】２５はモータ４（７）の回転角度を測定す
る為のエンコーダ、２６は上記不揮発メモリー２４にジ
ャイロセンサ１０（１６）のドリフトを読み込ませる為
のモードを設定する為のスイッチである。尚、このモー
ド設定の為には、特にスイッチ２６を設けなくても、例
えば増幅器２１に通じる出力端子を抜いた状態で、上記
モードになる様に設定する事もできる。

【００５２】上述の様に構成される本実施例のアンテナ
装置は、図９のフローチャートに示す様な作用により、
図１０に示す様な、温度Ｔとジャイロセンサ１０（１
６）のドリフト値との関係を求め、不揮発メモリー２４
に記憶させる。即ち、電源がＯＮされたならば、初期設
定の後、ドリフト値を読み込ませる為のモードに設定さ
れている事を条件として、上記の関係を不揮発メモリー
に読み込ませる。この読み込み作業は、アンテナ装置を
恒温室等に入れ、周囲温度を変化させて、上記温度セン
サ２２及びジャイロセンサ１０（１６）の出力を実際に
変化させる事で行なう。この際には、アンテナ慣性系９
部分は不動のままとする（従って、ドリフトがなければ
ジャイロセンサ１０（１６）の出力は零のままとなる）
ので、上記ジャイロセンサ１０（１６）の出力はそのま
まドリフトとして、上記不揮発メモリー２４に記憶させ
る。

【００５３】この様にして、図１０に示す様な、温度Ｔ
とジャイロセンサ１０（１６）のドリフト値との関係を
上記不揮発メモリー２４に記憶させたならば、上記読み
込ませる為のモードを解除する。この状態で制御器８ａ
は、上記温度センサ２２から送り込まれる、その時点に
於けるアンテナ６設置部分の温度を表わす信号と、上記
不揮発メモリー２４に記憶されたドリフト値とから、当
該温度に於けるドリフト値の修正を加えつつ、上記アン
テナ６の指向方向を変える為の方位角変更用モータ４と
仰角変更用モータ７の制御を行なう。

【００５４】この様に、不揮発メモリー２４に記憶した
上記各ジャイロセンサ１０（１６）のドリフト値によ
り、温度変化に応じた修正を行ないつつ、上記指向方向
の変更作業を行なう為、指向方向の変更の際には、上記
ドリフト値に基づく誤差が入り込まず、上記指向方向を
目標値に近づける作業を正確に行なえる。尚、この様に
温度に伴って変化するジャイロセンサのドリフト値を不
揮発メモリーに記憶しておき、この記憶値によって修正
を加える技術は、静止衛星追尾用移動体アンテナ装置に
限定されず、ジャイロセンサを組み込んだ各種装置に適
用できる。

【００５５】尚、上記各ジャイロセンサ１０（１６）の
ドリフト値は、経時的に変化する場合もあるので、必要
に応じて、図１１のフローチャートに示す様な動作によ
り、上記経時変化の修正を行なう。即ち、前記関連発明
に基づいてアンテナ６の姿勢制御を行なっていて、アン
テナ６の指向方向と目標値のずれ角度とが発生せず、こ
のアンテナ６が静止衛星を安定して追尾している際に、
前述した第一実施例又は第二実施例により求めたドリフ
ト値を、上記不揮発メモリー２４に覚え込ませる、ドリ
フト値の更新を行なう。

【００５６】

【発明の効果】本発明の静止衛星追尾用移動体アンテナ
装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、特に
高精度の（高価な）ジャイロセンサを使用しなくても、
アンテナに無駄な動きをさせる事なく、アンテナの指向
方向と静止衛星の方角とを正確に一致させ続ける事がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の対象となる静止衛星追尾用移動体アン
テナ装置の基本構造の１例を示す斜視図。

【図２】従来装置の動作を示すフローチャート。

【図３】関連発明の構成を示すブロック図。

【図４】同じく動作を示すフローチャート。

【図５】アンテナの指向特性を示す線図。

【図６】ジャイロセンサの理想的な特性を示す線図。

【図７】同じく実際の特性を示す線図。

【図８】本発明の第三実施例の構成を示すブロック図。

【図９】同じく動作を示すフローチャート。

【図１０】不揮発メモリーに記憶させるべき、温度とジ
ャイロセンサのドリフト値との関係を示す線図。

【図１１】ドリフト値のデータを更新する際の動作を示
すフローチャート。

【符号の説明】

１支持台２ターンテーブル３鉛直軸４方位角変更用モータ５支持脚６アンテナ７仰角変更用モータ８、８ａ制御器９アンテナ慣性系１０方位角ジャイロセンサ１１ａ、１１ｂＡＤ変換器１２ａ、１２ｂ積分器１３ａ、１３ｂ加算器１４設定器１５ａ、１５ｂ演算部１６仰角ジャイロセンサ１７ＡＤ変換器１８判定器１９ａ、１９ｂ増幅器２０ａ、２０ｂＡＤ変換器２１増幅器２２温度センサ２３ＲＯＭ２４不揮発メモリー２５エンコーダ２６スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持台と、この支持台の上方に指向方向
の調節自在に設けられたアンテナと、このアンテナの指
向方向を変化させる為の駆動装置と、上記アンテナの指
向方向を求める為のジャイロセンサと、このジャイロセ
ンサからの信号に基づいて上記アンテナの指向方向を演
算し、この演算の結果に基づいて上記指向方向を変化さ
せるべく、上記駆動装置を制御する制御器とを備え、こ
の制御器は次の（ａ）〜（ｃ）の機能を有する静止衛星
追尾用移動体アンテナ装置。（ａ）所定の目標値を基準として上記アンテナの指向方
向を変化させる周回を行なわせる機能。（ｂ）上記周回に伴って変化するアンテナの指向方向と
このアンテナの受信レベルとの関係から、指向方向と静
止衛星の方角との差をより小さくする方向を求め、求め
た値を新たな目標値として更新すると共に、上記アンテ
ナの指向方向を更新された新たな目標値に応じて変化さ
せる機能。（ｃ）元の目標値と新たな目標値との差である目標値の
変更量に基づいて、上記ジャイロセンサのドリフトを修
正する機能。
【請求項２】支持台と、この支持台の上方に指向方向
の調節自在に設けられたアンテナと、このアンテナの指
向方向を変化させる為の駆動装置と、上記アンテナの指
向方向を求める為のジャイロセンサと、このジャイロセ
ンサからの信号に基づいて上記アンテナの指向方向を演
算し、この演算の結果に基づいて上記指向方向を変化さ
せるべく、上記駆動装置を制御する制御器と、上記ジャ
イロセンサ設置部分の温度を測定する温度センサと、上
記ジャイロセンサを不動とした状態でのこの温度センサ
と上記ジャイロセンサの出力との関係に基づき、この出
力をジャイロセンサのドリフト値として記憶する不揮発
メモリーとを備え、上記制御器は上記温度センサからの
信号と上記不揮発メモリーに記憶されたドリフト値とか
ら、当該温度に於けるドリフト値の修正を加えつつ、上
記駆動装置の制御を行なう機能を有する静止衛星追尾用
移動体アンテナ装置。