JPH08195612A - 移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方法およびその回転制御装置 - Google Patents
移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方法およびその回転制御装置Info
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- JPH08195612A JPH08195612A JP505895A JP505895A JPH08195612A JP H08195612 A JPH08195612 A JP H08195612A JP 505895 A JP505895 A JP 505895A JP 505895 A JP505895 A JP 505895A JP H08195612 A JPH08195612 A JP H08195612A
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- stepping motor
- moving body
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- signal
- pulse signal
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 衛星捕捉が短時間で行え、且つステッピング
モータが一時的な過負荷状態により異常停止してもその
後の衛星捕捉動作に支障をきたさない、実用性および信
頼性に優れた移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方
法と、その回転制御装置とを提供する。 【構成】 パルス発生回路31に対し所定時間ごとに減
速制御パルスを出力するタイマー30を付加して、平面
アンテナ2を回転させるためのステッピングモータ3に
出力する駆動パルス信号の周波数を、周期的に増減させ
ることにより、このステッピングモータ3を加速運転し
て高速で定速運転した後に減速運転するという一連の回
転速度制御を繰り返し行うようにした。
モータが一時的な過負荷状態により異常停止してもその
後の衛星捕捉動作に支障をきたさない、実用性および信
頼性に優れた移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方
法と、その回転制御装置とを提供する。 【構成】 パルス発生回路31に対し所定時間ごとに減
速制御パルスを出力するタイマー30を付加して、平面
アンテナ2を回転させるためのステッピングモータ3に
出力する駆動パルス信号の周波数を、周期的に増減させ
ることにより、このステッピングモータ3を加速運転し
て高速で定速運転した後に減速運転するという一連の回
転速度制御を繰り返し行うようにした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車載用衛星通信アンテ
ナや車載用衛星放送受信アンテナ等の移動体に搭載され
る追尾型アンテナの回転動作を制御する回転制御方法
と、かかる追尾型アンテナの回転制御装置とに関する。
ナや車載用衛星放送受信アンテナ等の移動体に搭載され
る追尾型アンテナの回転動作を制御する回転制御方法
と、かかる追尾型アンテナの回転制御装置とに関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、この種の追尾型アンテナの回転
制御システムの従来例を示すブロック図で、静止衛星を
捕捉対象とする衛星放送受信用の追尾型アンテナについ
て例示している。同図において、符号1は、平面アンテ
ナ2やステッピングモータ3や周波数変換器(LNB)
4等にて構成されるアンテナ装置であり、5は受信機、
6は受信レベル検出回路、7は受信レベル判定回路、8
はパルス発生回路、9は相励磁回路、10は駆動回路で
ある。また、符号18は図示せぬアンテナ制御回路に接
続されて所定の信号を入力する捕捉制御端子である。
制御システムの従来例を示すブロック図で、静止衛星を
捕捉対象とする衛星放送受信用の追尾型アンテナについ
て例示している。同図において、符号1は、平面アンテ
ナ2やステッピングモータ3や周波数変換器(LNB)
4等にて構成されるアンテナ装置であり、5は受信機、
6は受信レベル検出回路、7は受信レベル判定回路、8
はパルス発生回路、9は相励磁回路、10は駆動回路で
ある。また、符号18は図示せぬアンテナ制御回路に接
続されて所定の信号を入力する捕捉制御端子である。
【0003】いま、このアンテナ装置1として本発明者
の提案による特開平5−152824号公報記載のアン
テナ装置を用いたとすると、メインビームの抑角は予め
設定されているので、平面アンテナ2を方位角方向に適
宜回転させることにより、目的とする静止衛星を見つけ
ることができる。ここで、平面アンテナ2は、ステッピ
ングモータ3と歯車等の減速機構を介して回転し、例え
ばステッピングモータ3のステップ角度が7.5度で減
速比が10:1の場合、平面アンテナ2は0.75度ス
テップで回転することになる。
の提案による特開平5−152824号公報記載のアン
テナ装置を用いたとすると、メインビームの抑角は予め
設定されているので、平面アンテナ2を方位角方向に適
宜回転させることにより、目的とする静止衛星を見つけ
ることができる。ここで、平面アンテナ2は、ステッピ
ングモータ3と歯車等の減速機構を介して回転し、例え
ばステッピングモータ3のステップ角度が7.5度で減
速比が10:1の場合、平面アンテナ2は0.75度ス
テップで回転することになる。
【0004】平面アンテナ2で受信された12GHz帯
の衛星放送の電波は、周波数変換器4により約1GHz
帯のBS−IF信号に周波数変換され、受信機5に入力
される。受信機5は、映像や音声を復調すると共に、受
信レベル検出回路6に検波出力を供給し、この検波出力
に基づいて、受信レベル検出回路6は、受信強度に比例
した直流電圧である受信レベルVaを作り出す。この受
信レベルVaは、受信レベル判定回路7に供給されて、
予め設定したしきい値Vtと比較される。そして、この
受信レベル判定回路7は、VaとVtの大小関係を示す
判定信号をパルス発生回路8に供給する。
の衛星放送の電波は、周波数変換器4により約1GHz
帯のBS−IF信号に周波数変換され、受信機5に入力
される。受信機5は、映像や音声を復調すると共に、受
信レベル検出回路6に検波出力を供給し、この検波出力
に基づいて、受信レベル検出回路6は、受信強度に比例
した直流電圧である受信レベルVaを作り出す。この受
信レベルVaは、受信レベル判定回路7に供給されて、
予め設定したしきい値Vtと比較される。そして、この
受信レベル判定回路7は、VaとVtの大小関係を示す
判定信号をパルス発生回路8に供給する。
【0005】このパルス発生回路8は、ステッピングモ
ータ3に与える駆動パルス信号の基礎となるパルスを発
生させる回路であるが、その詳細については後述する。
パルス発生回路8により発生させたパルスは、相励磁回
路9に供給され、ステッピングモータ3を駆動するため
に必要な駆動パルス信号を作り出す。ステッピングモー
タ3が例えば4相の場合、A巻線とB巻線の2つがあ
り、これに対応して4つの端子があるので、相励磁回路
9では、これら4端子に加えるためのタイミングの異な
るパルスで成る駆動パルス信号を作り出す。そして、駆
動回路10は、相励磁回路9で発生させた駆動パルス信
号を受けて、トランジスタ等から成るスイッチをオン・
オフさせ、ステッピングモータ3の各巻線にタイミング
の異なる電流を流し、こうしてステッピングモータ3を
回転させることができる。
ータ3に与える駆動パルス信号の基礎となるパルスを発
生させる回路であるが、その詳細については後述する。
パルス発生回路8により発生させたパルスは、相励磁回
路9に供給され、ステッピングモータ3を駆動するため
に必要な駆動パルス信号を作り出す。ステッピングモー
タ3が例えば4相の場合、A巻線とB巻線の2つがあ
り、これに対応して4つの端子があるので、相励磁回路
9では、これら4端子に加えるためのタイミングの異な
るパルスで成る駆動パルス信号を作り出す。そして、駆
動回路10は、相励磁回路9で発生させた駆動パルス信
号を受けて、トランジスタ等から成るスイッチをオン・
オフさせ、ステッピングモータ3の各巻線にタイミング
の異なる電流を流し、こうしてステッピングモータ3を
回転させることができる。
【0006】ところで、ステッピングモータには、周知
のように次のような特長がある。
のように次のような特長がある。
【0007】(1)回転速度はパルス周波数(1秒当り
のパルス数)に比例するので、回転速度を任意にディジ
タル的に制御できる。(2)回転角度誤差がステップ毎
に累積されない。(3)回転角度を検出するためのフィ
ードバックが不要で、制御系が簡単である。(4)モー
タに摺動部分がないため、保守が不要で信頼性が高い。
(5)静止時に大きな保持トルク(静止トルク)がある
ため、保持機構が不要である。
のパルス数)に比例するので、回転速度を任意にディジ
タル的に制御できる。(2)回転角度誤差がステップ毎
に累積されない。(3)回転角度を検出するためのフィ
ードバックが不要で、制御系が簡単である。(4)モー
タに摺動部分がないため、保守が不要で信頼性が高い。
(5)静止時に大きな保持トルク(静止トルク)がある
ため、保持機構が不要である。
【0008】ステッピングモータは、上記のような優れ
た特性を有するため、これをマイクロコンピュータ等と
組み合わせて使用すれば、比較的簡単な制御系で衛星捕
捉や追尾を行うことができる。それゆえ、ステッピング
モータは、移動体搭載用の衛星通信システムや衛星放送
受信システムの低コスト化を図るうえで、極めて有利な
モータとみなされている。
た特性を有するため、これをマイクロコンピュータ等と
組み合わせて使用すれば、比較的簡単な制御系で衛星捕
捉や追尾を行うことができる。それゆえ、ステッピング
モータは、移動体搭載用の衛星通信システムや衛星放送
受信システムの低コスト化を図るうえで、極めて有利な
モータとみなされている。
【0009】また、ステッピングモータのトルクは与え
られる駆動パルスの周波数に応じて変化し、そのパルス
周波数とトルクの相関関係は一般に図9のように表され
る。すなわち、図9において、プルイン特性曲線は、ス
ターティング特性曲線とも呼ばれ、パルス周波数と該周
波数でモータが起動できる最大の負荷トルクとの関係を
示しており、このプルイン特性曲線から下の部分をプル
イン領域と呼び、入力パルスに対応して起動、停止、逆
転、加速、減速等の制御が可能である。また、図9にお
けるプルアウト特性曲線は、スルーイング特性曲線とも
呼ばれ、プルイン領域の範囲内で起動した後、モータへ
与えるパルス周波数を徐々に上げていった場合の、パル
ス周波数と該周波数に同期回転しながら発生できる最大
の負荷トルクとの関係を示している。そして、プルイン
特性曲線とプルアウト特性曲線とで囲まれた領域は、プ
ルアウト領域と呼ばれ、モータの起動や停止の制御にお
いて加減速制御が必要になる。
られる駆動パルスの周波数に応じて変化し、そのパルス
周波数とトルクの相関関係は一般に図9のように表され
る。すなわち、図9において、プルイン特性曲線は、ス
ターティング特性曲線とも呼ばれ、パルス周波数と該周
波数でモータが起動できる最大の負荷トルクとの関係を
示しており、このプルイン特性曲線から下の部分をプル
イン領域と呼び、入力パルスに対応して起動、停止、逆
転、加速、減速等の制御が可能である。また、図9にお
けるプルアウト特性曲線は、スルーイング特性曲線とも
呼ばれ、プルイン領域の範囲内で起動した後、モータへ
与えるパルス周波数を徐々に上げていった場合の、パル
ス周波数と該周波数に同期回転しながら発生できる最大
の負荷トルクとの関係を示している。そして、プルイン
特性曲線とプルアウト特性曲線とで囲まれた領域は、プ
ルアウト領域と呼ばれ、モータの起動や停止の制御にお
いて加減速制御が必要になる。
【0010】さて、静止衛星を捕捉対象とする移動体搭
載用の追尾型アンテナでは、出来るだけ短時間で衛星捕
捉を行う必要があり、特開平5−152824号公報記
載のアンテナ装置と同様の機構系を備えた図8のアンテ
ナ装置1の場合、平面アンテナ2の最大回転速度は1回
転/秒程度であるが、先述した衛星捕捉のための信号処
理等の時間を考慮すると、平面アンテナ2の回転速度は
約0.5回転/秒(つまり、2秒間で1回転程度)が実
用的である。そして、平面アンテナ2を約0.5回転/
秒で回転させるには、ステッピングモータ3を約5回転
/秒の高速で回転させる必要があるので、図9における
プルアウト領域でステッピングモータ3を回転させるこ
とになる。
載用の追尾型アンテナでは、出来るだけ短時間で衛星捕
捉を行う必要があり、特開平5−152824号公報記
載のアンテナ装置と同様の機構系を備えた図8のアンテ
ナ装置1の場合、平面アンテナ2の最大回転速度は1回
転/秒程度であるが、先述した衛星捕捉のための信号処
理等の時間を考慮すると、平面アンテナ2の回転速度は
約0.5回転/秒(つまり、2秒間で1回転程度)が実
用的である。そして、平面アンテナ2を約0.5回転/
秒で回転させるには、ステッピングモータ3を約5回転
/秒の高速で回転させる必要があるので、図9における
プルアウト領域でステッピングモータ3を回転させるこ
とになる。
【0011】なお、ステッピングモータ3をプルアウト
領域で回転させる際には、まず、プルイン領域でステッ
ピングモータ3を起動し、続いてパルス周波数を上昇さ
せる加速運転を行って高速の定速運転に移行する。ま
た、ステッピングモータ3がプルアウト領域で高速回転
している場合に停止させるには、減速運転させて制御可
能なプルイン領域に移行させた後、所定位置で停止させ
る。そして、このような加減速運転および定速運転を行
うためには、ステッピングモータ3に与える駆動パルス
信号の周波数を可変にする必要があるので、図8に示す
パルス発生回路8は、例えば図10に示すような構成に
することで、加減速パルスが発生できるようになってい
る。
領域で回転させる際には、まず、プルイン領域でステッ
ピングモータ3を起動し、続いてパルス周波数を上昇さ
せる加速運転を行って高速の定速運転に移行する。ま
た、ステッピングモータ3がプルアウト領域で高速回転
している場合に停止させるには、減速運転させて制御可
能なプルイン領域に移行させた後、所定位置で停止させ
る。そして、このような加減速運転および定速運転を行
うためには、ステッピングモータ3に与える駆動パルス
信号の周波数を可変にする必要があるので、図8に示す
パルス発生回路8は、例えば図10に示すような構成に
することで、加減速パルスが発生できるようになってい
る。
【0012】すなわち、図10において、符号11はV
/F変換器とも称される電圧−周波数変換回路、12は
スイッチ、13,14は抵抗、15はコンデンサ、16
はAND回路、17は電源端子、18は捕捉制御端子、
19は制御端子、20はパルス出力端子である。ここ
で、V/F変換器11は、入力直流電圧Vinに比例し
た周波数のパルスを出力する。スイッチ12はリレーま
たは電子スイッチで、AND回路16から与えられるス
イッチ制御信号がハイレベルの場合にa側に切り替わ
り、スイッチ制御信号がローレベルの場合にb側に切り
替わる。AND回路16は、捕捉制御端子18と制御端
子19の両方がハイレベルの場合にハイレベルのスイッ
チ制御信号を出力し、捕捉制御端子18と制御端子19
のいずれかがローレベルの場合にローレベルのスイッチ
制御信号を出力する。なお、捕捉制御端子18は、図示
せぬアンテナ制御回路に接続されて、衛星捕捉が開始さ
れるとハイレベルが入力され、衛星捕捉を停止するとロ
ーレベルが入力される端子である。また、制御端子19
は、受信レベル判定回路7に接続されて、受信レベルV
aがしきい値Vt未満の場合にはハイレベルが入力さ
れ、VaがVt以上の場合にはローレベルが入力される
端子である。
/F変換器とも称される電圧−周波数変換回路、12は
スイッチ、13,14は抵抗、15はコンデンサ、16
はAND回路、17は電源端子、18は捕捉制御端子、
19は制御端子、20はパルス出力端子である。ここ
で、V/F変換器11は、入力直流電圧Vinに比例し
た周波数のパルスを出力する。スイッチ12はリレーま
たは電子スイッチで、AND回路16から与えられるス
イッチ制御信号がハイレベルの場合にa側に切り替わ
り、スイッチ制御信号がローレベルの場合にb側に切り
替わる。AND回路16は、捕捉制御端子18と制御端
子19の両方がハイレベルの場合にハイレベルのスイッ
チ制御信号を出力し、捕捉制御端子18と制御端子19
のいずれかがローレベルの場合にローレベルのスイッチ
制御信号を出力する。なお、捕捉制御端子18は、図示
せぬアンテナ制御回路に接続されて、衛星捕捉が開始さ
れるとハイレベルが入力され、衛星捕捉を停止するとロ
ーレベルが入力される端子である。また、制御端子19
は、受信レベル判定回路7に接続されて、受信レベルV
aがしきい値Vt未満の場合にはハイレベルが入力さ
れ、VaがVt以上の場合にはローレベルが入力される
端子である。
【0013】次に、図8、図10および図11を参照し
つつ、かかる従来技術における衛星捕捉動作を具体的に
説明する。なお、捕捉開始時点では衛星からの電波が受
信されておらず、従って制御端子19にはハイレベルが
入力されているものとする。
つつ、かかる従来技術における衛星捕捉動作を具体的に
説明する。なお、捕捉開始時点では衛星からの電波が受
信されておらず、従って制御端子19にはハイレベルが
入力されているものとする。
【0014】まず、図11(a)に示すように、捕捉制
御端子18に加えられる捕捉開始信号が時刻t0におい
てハイレベルになると、AND回路16からハイレベル
のスイッチ制御信号が出力され、スイッチ12がa側に
切り替わり、電源端子17から抵抗13を通してコンデ
ンサ15に電流が流れ込み、このコンデンサ15が充電
されていく。このとき、V/F変換器11の入力電圧V
inは、指数関数的に増加する。従って、V/F変換器
11の出力パルスの周波数fpも図11(b)の(イ)
で示すように指数関数的に増加し、よってステッピング
モータ3は図11(c)に示すように、時刻t0より加
速運転される。そしてコンデンサ15が十分に充電され
ると、Vinの増加は止まりfpも一定となるので、ス
テッピングモータ3は定速運転される。つまり、ステッ
ピングモータ3は、プルイン領域から回転し始め、プル
アウト領域において高速で定速回転することになって、
このステッピングモータ3の回転に伴い平面アンテナ2
が回転する。
御端子18に加えられる捕捉開始信号が時刻t0におい
てハイレベルになると、AND回路16からハイレベル
のスイッチ制御信号が出力され、スイッチ12がa側に
切り替わり、電源端子17から抵抗13を通してコンデ
ンサ15に電流が流れ込み、このコンデンサ15が充電
されていく。このとき、V/F変換器11の入力電圧V
inは、指数関数的に増加する。従って、V/F変換器
11の出力パルスの周波数fpも図11(b)の(イ)
で示すように指数関数的に増加し、よってステッピング
モータ3は図11(c)に示すように、時刻t0より加
速運転される。そしてコンデンサ15が十分に充電され
ると、Vinの増加は止まりfpも一定となるので、ス
テッピングモータ3は定速運転される。つまり、ステッ
ピングモータ3は、プルイン領域から回転し始め、プル
アウト領域において高速で定速回転することになって、
このステッピングモータ3の回転に伴い平面アンテナ2
が回転する。
【0015】こうして平面アンテナ2を定速で回転させ
てメインビームが目的の方位角に近付くと、受信信号の
強度が急に増加するので、図11(d)に示すように、
例えば時刻t1で受信レベルVaが増加し始め、時刻t
2でVaがしきい値Vtに達する。そして、VaがVt
以上になると、図11(e)に示すように受信レベル判
定回路7がローレベル信号を出力し、この信号がパルス
発生回路8の制御端子19に入力されるので、スイッチ
12がb側に切り替わり、コンデンサ15から抵抗14
を通して電流が放電される。このとき、コンデンサ15
の両端電圧、つまりV/F変換器11の入力電圧Vin
は、指数関数的に減少する。従って、V/F変換器11
の出力パルスの周波数fpも、図11(b)の(ロ)で
示すように指数関数的に減少し、よってステッピングモ
ータ3は図11(c)に示すように、時刻t2より減速
運転され、最終的に停止する。ここで、減速時間(t3
−t2)を適切に設定することにより、図11(d)に
示すように、受信レベルVaのピークで平面アンテナ2
の回転を停止させることが可能である。
てメインビームが目的の方位角に近付くと、受信信号の
強度が急に増加するので、図11(d)に示すように、
例えば時刻t1で受信レベルVaが増加し始め、時刻t
2でVaがしきい値Vtに達する。そして、VaがVt
以上になると、図11(e)に示すように受信レベル判
定回路7がローレベル信号を出力し、この信号がパルス
発生回路8の制御端子19に入力されるので、スイッチ
12がb側に切り替わり、コンデンサ15から抵抗14
を通して電流が放電される。このとき、コンデンサ15
の両端電圧、つまりV/F変換器11の入力電圧Vin
は、指数関数的に減少する。従って、V/F変換器11
の出力パルスの周波数fpも、図11(b)の(ロ)で
示すように指数関数的に減少し、よってステッピングモ
ータ3は図11(c)に示すように、時刻t2より減速
運転され、最終的に停止する。ここで、減速時間(t3
−t2)を適切に設定することにより、図11(d)に
示すように、受信レベルVaのピークで平面アンテナ2
の回転を停止させることが可能である。
【0016】なお、ステッピングモータ3の加速時間
は、抵抗13とコンデンサ15からなる時定数で設定す
ることができ、また減速時間は、抵抗14とコンデンサ
15からなる時定数で設定することができる。そこで、
図11を参照しつつ、これらの加速時間および減速時間
の一例を説明する。
は、抵抗13とコンデンサ15からなる時定数で設定す
ることができ、また減速時間は、抵抗14とコンデンサ
15からなる時定数で設定することができる。そこで、
図11を参照しつつ、これらの加速時間および減速時間
の一例を説明する。
【0017】先述したようにステッピングモータ3のス
テップ角度が7.5度で、減速比が10:1の場合、平
面アンテナ2は、0.75度ステップで回転する。従っ
て、ステッピングモータ3に対して480パルスを与え
た場合に、平面アンテナ2は480ステップ回転し、1
回転(360度回転)する。そこで、平面アンテナ2を
2秒間で1回転させて停止させる場合、加速運転および
減速運転の時間を含めて2秒となるように各時間や定速
運転時の回転速度(パルス周波数fp)を設定する。例
えば、加速運転に80ステップ(平面アンテナ2が60
度回転)、定速運転に380ステップ(平面アンテナ2
が285度回転)、減速運転に20ステップ(平面アン
テナ2が15度回転)をそれぞれ割り当て、さらに、定
速運転時のパルス周波数fpをプルアウト領域の250
PPS(Pulses PerSecond)とする場
合、定速運転時間は1.52秒となる。また、残りの
0.48秒は、加速時間が0.38秒、減速時間が0.
1秒となるようにする。
テップ角度が7.5度で、減速比が10:1の場合、平
面アンテナ2は、0.75度ステップで回転する。従っ
て、ステッピングモータ3に対して480パルスを与え
た場合に、平面アンテナ2は480ステップ回転し、1
回転(360度回転)する。そこで、平面アンテナ2を
2秒間で1回転させて停止させる場合、加速運転および
減速運転の時間を含めて2秒となるように各時間や定速
運転時の回転速度(パルス周波数fp)を設定する。例
えば、加速運転に80ステップ(平面アンテナ2が60
度回転)、定速運転に380ステップ(平面アンテナ2
が285度回転)、減速運転に20ステップ(平面アン
テナ2が15度回転)をそれぞれ割り当て、さらに、定
速運転時のパルス周波数fpをプルアウト領域の250
PPS(Pulses PerSecond)とする場
合、定速運転時間は1.52秒となる。また、残りの
0.48秒は、加速時間が0.38秒、減速時間が0.
1秒となるようにする。
【0018】衛星からの電波がアンテナ装置1に到達し
ている場合の通常の衛星捕捉においては、平面アンテナ
2を1回転させる間に必ず衛星からの電波が受信される
ことから、上述した時間でステッピングモータ3の加減
速運転および定速運転を行うことにより、2秒以内で衛
星捕捉が完了する。
ている場合の通常の衛星捕捉においては、平面アンテナ
2を1回転させる間に必ず衛星からの電波が受信される
ことから、上述した時間でステッピングモータ3の加減
速運転および定速運転を行うことにより、2秒以内で衛
星捕捉が完了する。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】ところで、先述したよ
うにステッピングモータは、移動体搭載用の追尾型アン
テナにおけるアンテナ駆動手段として大変に有用である
が、その反面、高速回転時に過負荷状態が生じると脱調
して停止しやすいという短所を有するため、ステッピン
グモータをプルアウト領域で高速回転させているときに
何等かの外乱を受けると、衛星捕捉が行えなくなってし
まう虞があった。特に、アンテナを搭載した自動車等の
移動体が例えばトンネル内を通過しているときのように
電波が遮断されている場合には、平面アンテナ2を1回
転させても衛星捕捉ができず、この平面アンテナ2を高
速で回転させ続ける状況が起こりやすいが、そのときス
テッピングモータ3に一時的な過負荷状態が生じると異
常停止してしまい、トンネル通過後も衛星通信や衛星放
送受信が行えないという不都合が発生しやすかった。な
お、ステッピングモータに過負荷状態を生じさせる外乱
の原因としては、温度低下や経年変化、あるいは機構系
にごみや塵が堆積した場合などが考えられる。
うにステッピングモータは、移動体搭載用の追尾型アン
テナにおけるアンテナ駆動手段として大変に有用である
が、その反面、高速回転時に過負荷状態が生じると脱調
して停止しやすいという短所を有するため、ステッピン
グモータをプルアウト領域で高速回転させているときに
何等かの外乱を受けると、衛星捕捉が行えなくなってし
まう虞があった。特に、アンテナを搭載した自動車等の
移動体が例えばトンネル内を通過しているときのように
電波が遮断されている場合には、平面アンテナ2を1回
転させても衛星捕捉ができず、この平面アンテナ2を高
速で回転させ続ける状況が起こりやすいが、そのときス
テッピングモータ3に一時的な過負荷状態が生じると異
常停止してしまい、トンネル通過後も衛星通信や衛星放
送受信が行えないという不都合が発生しやすかった。な
お、ステッピングモータに過負荷状態を生じさせる外乱
の原因としては、温度低下や経年変化、あるいは機構系
にごみや塵が堆積した場合などが考えられる。
【0020】また、ステッピングモータが高速回転時に
脱調しやすい理由は、概略次のように説明できる。すな
わち、ステッピングモータの巻線のインピーダンスは、
等価的に抵抗とインダクタンスの直列回路とみなせるの
で、パルス周波数が0(直流)の場合には、ステッピン
グモータの巻線のインピーダンスは最小となって該巻線
には最大の電流が流れ、図9に示すように最大のトルク
(最大静止トルク)が得られる。一方、回転中は、イン
ピーダンスがパルス周波数fpと共に大きくなるため、
静止時に比較してステッピングモータの巻線に流れる電
流が小さくなり、これに伴いトルクが低下する。高速回
転時においてはこの現象が一段と顕著となり、わずかな
外乱を受けた場合でもステッピングモータが脱調しやす
くなる。
脱調しやすい理由は、概略次のように説明できる。すな
わち、ステッピングモータの巻線のインピーダンスは、
等価的に抵抗とインダクタンスの直列回路とみなせるの
で、パルス周波数が0(直流)の場合には、ステッピン
グモータの巻線のインピーダンスは最小となって該巻線
には最大の電流が流れ、図9に示すように最大のトルク
(最大静止トルク)が得られる。一方、回転中は、イン
ピーダンスがパルス周波数fpと共に大きくなるため、
静止時に比較してステッピングモータの巻線に流れる電
流が小さくなり、これに伴いトルクが低下する。高速回
転時においてはこの現象が一段と顕著となり、わずかな
外乱を受けた場合でもステッピングモータが脱調しやす
くなる。
【0021】このように移動体搭載用追尾型アンテナに
使用されるステッピングモータは、高速回転時に過負荷
状態が生じると異常停止しやすく、しかも過負荷状態は
不測の事態により起こりうるものなので、これまでは、
常に確実に衛星捕捉が行える信頼性を維持するためにス
テッピングモータの回転速度を落とすか、さもなくば、
衛星捕捉に要する時間を短くするという実用性を重んじ
て信頼性を若干犠牲にするしかなかった。
使用されるステッピングモータは、高速回転時に過負荷
状態が生じると異常停止しやすく、しかも過負荷状態は
不測の事態により起こりうるものなので、これまでは、
常に確実に衛星捕捉が行える信頼性を維持するためにス
テッピングモータの回転速度を落とすか、さもなくば、
衛星捕捉に要する時間を短くするという実用性を重んじ
て信頼性を若干犠牲にするしかなかった。
【0022】本発明は、上述した技術的背景に鑑みてな
されたもので、その第1の目的は、ステッピングモータ
を高速回転させて衛星捕捉が短時間で行え、且つ、高速
回転時にステッピングモータが異常停止してもその後の
衛星捕捉動作に支障をきたさない、実用性および信頼性
に優れた移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方法を
提供することにあり、また、本発明の第2の目的は、か
かる移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御装置を提供
することにある。
されたもので、その第1の目的は、ステッピングモータ
を高速回転させて衛星捕捉が短時間で行え、且つ、高速
回転時にステッピングモータが異常停止してもその後の
衛星捕捉動作に支障をきたさない、実用性および信頼性
に優れた移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方法を
提供することにあり、また、本発明の第2の目的は、か
かる移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御装置を提供
することにある。
【0023】
【課題を解決するための手段】上述した本発明の第1の
目的は、移動体搭載用の追尾型アンテナを回転させるた
めのステッピングモータに出力する駆動パルス信号の周
波数を、周期的に増減させることにより、このステッピ
ングモータを加速運転して定速運転した後に減速運転す
るという一連の回転速度制御を、所定時間ごとに繰り返
し行うことによって達成される。
目的は、移動体搭載用の追尾型アンテナを回転させるた
めのステッピングモータに出力する駆動パルス信号の周
波数を、周期的に増減させることにより、このステッピ
ングモータを加速運転して定速運転した後に減速運転す
るという一連の回転速度制御を、所定時間ごとに繰り返
し行うことによって達成される。
【0024】さらに、この第1の目的は、移動体搭載用
の追尾型アンテナを回転させるためのステッピングモー
タに駆動パルス信号が出力されている間、このステッピ
ングモータが回転を停止したか否かを検出し、回転停止
時には、前記駆動パルス信号の周波数を低下させた後に
増加させることにより前記ステッピングモータを起動さ
せることによっても達成される。
の追尾型アンテナを回転させるためのステッピングモー
タに駆動パルス信号が出力されている間、このステッピ
ングモータが回転を停止したか否かを検出し、回転停止
時には、前記駆動パルス信号の周波数を低下させた後に
増加させることにより前記ステッピングモータを起動さ
せることによっても達成される。
【0025】また、上述した本発明の第2の目的は、電
源に接続されたときには該電源により充電され放電回路
に接続されたときには放電する電圧保持手段(例えばコ
ンデンサ)と、この電圧保持手段を電源もしくは放電回
路に択一的に接続する切替手段と、前記電圧保持手段を
電源もしくは放電回路に択一的に接続させるための切替
パルス信号を前記切替手段に対して所定時間ごとに出力
する切替信号発生手段(例えば計時装置や計数装置)
と、前記電圧保持手段に保持されている電圧に応じた周
波数の駆動パルス信号を出力する駆動パルス出力手段
と、この駆動パルス信号の周波数に応じた回転速度で駆
動されて移動体搭載用の追尾型アンテナを回転せしめる
ステッピングモータとを、備えることによって達成され
る。
源に接続されたときには該電源により充電され放電回路
に接続されたときには放電する電圧保持手段(例えばコ
ンデンサ)と、この電圧保持手段を電源もしくは放電回
路に択一的に接続する切替手段と、前記電圧保持手段を
電源もしくは放電回路に択一的に接続させるための切替
パルス信号を前記切替手段に対して所定時間ごとに出力
する切替信号発生手段(例えば計時装置や計数装置)
と、前記電圧保持手段に保持されている電圧に応じた周
波数の駆動パルス信号を出力する駆動パルス出力手段
と、この駆動パルス信号の周波数に応じた回転速度で駆
動されて移動体搭載用の追尾型アンテナを回転せしめる
ステッピングモータとを、備えることによって達成され
る。
【0026】さらに、この第2の目的は、上記と同様の
電圧保持手段と切替手段と駆動パルス出力手段とステッ
ピングモータとに加え、駆動パルス信号が出力されてい
るときに前記ステッピングモータが回転を停止するとこ
れを検出するモータ停止検出手段と、このモータ停止検
出手段から検出信号が出力されると前記電圧保持手段を
電源もしくは放電回路に択一的に接続させるための切替
パルス信号を前記切替手段に対して出力する切替信号発
生手段とを、備えることによっても達成される。なお、
かかるモータ停止検出手段としては例えば、前記ステッ
ピングモータの駆動回路へ電源から流れ込む電流を検出
して該電流を所定値と比較するような構成のものが好ま
しい。
電圧保持手段と切替手段と駆動パルス出力手段とステッ
ピングモータとに加え、駆動パルス信号が出力されてい
るときに前記ステッピングモータが回転を停止するとこ
れを検出するモータ停止検出手段と、このモータ停止検
出手段から検出信号が出力されると前記電圧保持手段を
電源もしくは放電回路に択一的に接続させるための切替
パルス信号を前記切替手段に対して出力する切替信号発
生手段とを、備えることによっても達成される。なお、
かかるモータ停止検出手段としては例えば、前記ステッ
ピングモータの駆動回路へ電源から流れ込む電流を検出
して該電流を所定値と比較するような構成のものが好ま
しい。
【0027】
【作用】ステッピングモータは駆動パルス信号によって
1パルスごとに1ステップ(単位回転角度)ずつ回転す
るので、駆動パルス信号の周波数を変化させることによ
りステッピングモータの回転速度を変化させることがで
きる。また、ステッピングモータは、高速駆動させてい
る時に一時的な過負荷状態が生じると停止しやすいが、
過負荷状態が解除されればプルイン領域において回転を
開始させることができ、加速させれば再び高速で回転す
る。
1パルスごとに1ステップ(単位回転角度)ずつ回転す
るので、駆動パルス信号の周波数を変化させることによ
りステッピングモータの回転速度を変化させることがで
きる。また、ステッピングモータは、高速駆動させてい
る時に一時的な過負荷状態が生じると停止しやすいが、
過負荷状態が解除されればプルイン領域において回転を
開始させることができ、加速させれば再び高速で回転す
る。
【0028】したがって、駆動パルス信号の周波数を周
期的に増減させることにより、ステッピングモータを加
速運転して定速運転した後に減速運転するという一連の
回転速度制御を、所定時間ごとに繰り返す回転制御方法
を採用することにより、プルアウト領域で高速回転させ
ているステッピングモータが一時的な過負荷状態により
異常停止しても、速やかにプルイン領域で起動して再び
プルアウト領域で高速回転し、その後の衛星捕捉動作に
支障をきたす虞がない。
期的に増減させることにより、ステッピングモータを加
速運転して定速運転した後に減速運転するという一連の
回転速度制御を、所定時間ごとに繰り返す回転制御方法
を採用することにより、プルアウト領域で高速回転させ
ているステッピングモータが一時的な過負荷状態により
異常停止しても、速やかにプルイン領域で起動して再び
プルアウト領域で高速回転し、その後の衛星捕捉動作に
支障をきたす虞がない。
【0029】また、ステッピングモータが脱調して回転
を停止したことを、例えば消費電流の増加から検出し、
その際には駆動パルス信号の周波数を低下させた後に増
加させるという回転制御方法を採用することにより、一
時的な過負荷状態により異常停止したステッピングモー
タは速やかにプルイン領域で起動して再びプルアウト領
域で高速回転する。
を停止したことを、例えば消費電流の増加から検出し、
その際には駆動パルス信号の周波数を低下させた後に増
加させるという回転制御方法を採用することにより、一
時的な過負荷状態により異常停止したステッピングモー
タは速やかにプルイン領域で起動して再びプルアウト領
域で高速回転する。
【0030】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図7に基づい
て説明する。ここで、図1〜図3は本発明の第1実施例
を示し、図4および図5は本発明の第2実施例を示し、
図6および図7は本発明の第3実施例を示しており、そ
れぞれ、従来例と同等の構成要素には同一符号を付けて
いる。
て説明する。ここで、図1〜図3は本発明の第1実施例
を示し、図4および図5は本発明の第2実施例を示し、
図6および図7は本発明の第3実施例を示しており、そ
れぞれ、従来例と同等の構成要素には同一符号を付けて
いる。
【0031】本発明の第1実施例は、図1と図8を比較
参照すれば明らかなように、従来例にタイマー30を付
加した構成になっている。このタイマー30は、所定時
間ごとにローレベルの減速制御パルスを一定時間だけ出
力するというもので、その制御パルスはパルス発生回路
31の制御端子33に入力される。このパルス発生回路
31は、図2と図10を比較参照すれば明らかなよう
に、従来例のパルス発生回路8に制御端子33を付加し
たものであり、捕捉制御端子18と制御端子19と制御
端子33のいずれかがローレベルになると、3入力AN
D回路32によりスイッチ12がb側に切り替わるよう
になっていて、そのとき、パルス発生回路31はステッ
ピングモータ3に対して減速パルスを与えることにな
る。
参照すれば明らかなように、従来例にタイマー30を付
加した構成になっている。このタイマー30は、所定時
間ごとにローレベルの減速制御パルスを一定時間だけ出
力するというもので、その制御パルスはパルス発生回路
31の制御端子33に入力される。このパルス発生回路
31は、図2と図10を比較参照すれば明らかなよう
に、従来例のパルス発生回路8に制御端子33を付加し
たものであり、捕捉制御端子18と制御端子19と制御
端子33のいずれかがローレベルになると、3入力AN
D回路32によりスイッチ12がb側に切り替わるよう
になっていて、そのとき、パルス発生回路31はステッ
ピングモータ3に対して減速パルスを与えることにな
る。
【0032】次に、図1,2の如くに構成される第1実
施例による衛星捕捉動作を、図3を参照しつつ説明す
る。
施例による衛星捕捉動作を、図3を参照しつつ説明す
る。
【0033】図3(a)に示すように、時刻t0におい
て捕捉開始信号がハイレベルになると、ステッピングモ
ータ3は従来例と同様に、加速運転されて高速回転状態
で定速運転されるようになるが、このとき、タイマー3
0から図3(b)に示すようなローレベルの減速制御パ
ルスが制御端子33に入力されると、ステッピングモー
タ3は減速運転に切り替わって回転速度が低下する。こ
こで、タイマー30から減速制御パルスが出力されてお
らずタイマー出力がハイレベルの時間をtm1とし、減
速制御パルスが出力されてタイマー出力がローレベルの
時間をtm2とすると、図3(b)に示すようにtm2
はtm1に比較して極めて短い時間に設定してある。す
なわち、このtm2は、ステッピングモータ3に与える
駆動パルス信号の周波数を低下させて、プルアウト領域
で高速回転しているステッピングモータ3をプルイン領
域での低速回転状態に移行させることが可能な時間であ
れば良い。換言するなら、ステッピングモータ3は周期
的に短時間tm2だけ減速運転されるが、停止すること
はなく、再び加速運転されて高速回転状態となる。
て捕捉開始信号がハイレベルになると、ステッピングモ
ータ3は従来例と同様に、加速運転されて高速回転状態
で定速運転されるようになるが、このとき、タイマー3
0から図3(b)に示すようなローレベルの減速制御パ
ルスが制御端子33に入力されると、ステッピングモー
タ3は減速運転に切り替わって回転速度が低下する。こ
こで、タイマー30から減速制御パルスが出力されてお
らずタイマー出力がハイレベルの時間をtm1とし、減
速制御パルスが出力されてタイマー出力がローレベルの
時間をtm2とすると、図3(b)に示すようにtm2
はtm1に比較して極めて短い時間に設定してある。す
なわち、このtm2は、ステッピングモータ3に与える
駆動パルス信号の周波数を低下させて、プルアウト領域
で高速回転しているステッピングモータ3をプルイン領
域での低速回転状態に移行させることが可能な時間であ
れば良い。換言するなら、ステッピングモータ3は周期
的に短時間tm2だけ減速運転されるが、停止すること
はなく、再び加速運転されて高速回転状態となる。
【0034】具体的には、本実施例を従来例と同様に平
面アンテナ2を2秒で1回転させるものとすると、tm
1=1.9秒、tm2=0.1秒に設定すれば良い。こ
うすることにより、ステッピングモータ3は、平面アン
テナ2が1回転するごとに、低速回転状態から加速して
高速回転状態を保った後に再び低速回転状態に戻るとい
う一連の加減速運転を、繰り返し行うようになる。
面アンテナ2を2秒で1回転させるものとすると、tm
1=1.9秒、tm2=0.1秒に設定すれば良い。こ
うすることにより、ステッピングモータ3は、平面アン
テナ2が1回転するごとに、低速回転状態から加速して
高速回転状態を保った後に再び低速回転状態に戻るとい
う一連の加減速運転を、繰り返し行うようになる。
【0035】さて、上述した第1実施例によれば、高速
回転状態の衛星捕捉動作が継続的に行われている間に、
外乱により一時的な過負荷状態が生じてステッピングモ
ータ3が脱調し、図3(d)に示すように、時刻t4で
その回転が停止してしまった場合には、次の加速開始時
刻t5においてステッピングモータ3はプルイン領域か
ら起動されてプルアウト領域での高速回転状態に移行す
るので、速やかに平面アンテナ2の回転が再開されて衛
星捕捉動作が行われる。そして、アンテナ装置1に衛星
からの電波が到達している場合には、従来例と同様に2
秒以内で衛星捕捉が完了する。
回転状態の衛星捕捉動作が継続的に行われている間に、
外乱により一時的な過負荷状態が生じてステッピングモ
ータ3が脱調し、図3(d)に示すように、時刻t4で
その回転が停止してしまった場合には、次の加速開始時
刻t5においてステッピングモータ3はプルイン領域か
ら起動されてプルアウト領域での高速回転状態に移行す
るので、速やかに平面アンテナ2の回転が再開されて衛
星捕捉動作が行われる。そして、アンテナ装置1に衛星
からの電波が到達している場合には、従来例と同様に2
秒以内で衛星捕捉が完了する。
【0036】なお、平面アンテナ2が回転してメインビ
ームが目的の方位角に近づいた後の衛星捕捉動作につい
ては、従来例と同様(図11参照)なので、その説明は
省略する。
ームが目的の方位角に近づいた後の衛星捕捉動作につい
ては、従来例と同様(図11参照)なので、その説明は
省略する。
【0037】次に、平面アンテナ2が2回転して静止衛
星を捕捉したと仮定した場合の衛星捕捉時間を、本実施
例と従来例とで比較してみる。本実施例では、加速→定
速→減速→加速→定速→減速という動作となり、加速→
定速→減速の1サイクルが2秒であるから、全体で4秒
となる。一方、従来例では、加速→定速→減速という動
作をし、それぞれの運転に要する時間は、先述したよう
に加速時間が80ステップで0.38秒、減速時間が2
0ステップで0.1秒であるから、定速運転時間は86
0ステップで3.44秒であり、全体で960ステップ
で3.92秒となる。したがって、衛星捕捉動作中に連
続回転が続く場合、本実施例と従来例とを比べると、従
来例の方が平均回転速度が速くなる。しかし、静止衛星
を捕捉するまでに平面アンテナ2が多数回回転する場合
は、移動体がトンネル内やビル陰などの電波遮断地域に
ある場合であり、この場合に、平面アンテナ2の回転速
度が従来例に比べて若干遅いとしても何ら支障なく、衛
星捕捉動作に与える影響はない。
星を捕捉したと仮定した場合の衛星捕捉時間を、本実施
例と従来例とで比較してみる。本実施例では、加速→定
速→減速→加速→定速→減速という動作となり、加速→
定速→減速の1サイクルが2秒であるから、全体で4秒
となる。一方、従来例では、加速→定速→減速という動
作をし、それぞれの運転に要する時間は、先述したよう
に加速時間が80ステップで0.38秒、減速時間が2
0ステップで0.1秒であるから、定速運転時間は86
0ステップで3.44秒であり、全体で960ステップ
で3.92秒となる。したがって、衛星捕捉動作中に連
続回転が続く場合、本実施例と従来例とを比べると、従
来例の方が平均回転速度が速くなる。しかし、静止衛星
を捕捉するまでに平面アンテナ2が多数回回転する場合
は、移動体がトンネル内やビル陰などの電波遮断地域に
ある場合であり、この場合に、平面アンテナ2の回転速
度が従来例に比べて若干遅いとしても何ら支障なく、衛
星捕捉動作に与える影響はない。
【0038】そして、本実施例の場合、外乱によりステ
ッピングモータ3が衛星捕捉動作中に予期せず停止して
しまった場合にも、ステッピングモータ3をプルイン領
域から速やかに起動できるようになっているので、異常
停止後の衛星捕捉動作に支障をきたさず、信頼性が大幅
に高まっている。なお、上述した比較は、プルアウト領
域での高速回転時のパルス周波数fpを本実施例と従来
例とで同じ(fp=250PPS)として行ったもので
あるから、本実施例において、プルアウト領域での高速
回転時のパルス周波数fpを従来例よりも若干高く設定
しておけば、衛星捕捉時間の僅かな差も解消される。
ッピングモータ3が衛星捕捉動作中に予期せず停止して
しまった場合にも、ステッピングモータ3をプルイン領
域から速やかに起動できるようになっているので、異常
停止後の衛星捕捉動作に支障をきたさず、信頼性が大幅
に高まっている。なお、上述した比較は、プルアウト領
域での高速回転時のパルス周波数fpを本実施例と従来
例とで同じ(fp=250PPS)として行ったもので
あるから、本実施例において、プルアウト領域での高速
回転時のパルス周波数fpを従来例よりも若干高く設定
しておけば、衛星捕捉時間の僅かな差も解消される。
【0039】本発明の第2実施例は、図4に示すよう
に、従来例にパルスカウンタ40を付加した構成になっ
ている。なお、図4中のパルス発生回路31の構成は、
前記第1実施例と同等である(図2参照)。
に、従来例にパルスカウンタ40を付加した構成になっ
ている。なお、図4中のパルス発生回路31の構成は、
前記第1実施例と同等である(図2参照)。
【0040】この第2実施例において、パルスカウンタ
40は、パルス発生回路31から相励磁回路9へ出力さ
れるパルス数をカウントし、そのカウント値が設定値に
なるとローレベルの減速制御パルスを一定時間だけ、パ
ルス発生回路31の制御端子33に入力するというもの
である。そして、このパルス発生回路31は、前記第1
実施例と同様に、捕捉制御端子18と制御端子19と制
御端子33のいずれかがローレベルになると、3入力A
ND回路32によりスイッチ12がb側に切り替わるよ
うになっていて(図2参照)、そのとき、パルス発生回
路31はステッピングモータ3に対して減速パルスを与
えることになる。
40は、パルス発生回路31から相励磁回路9へ出力さ
れるパルス数をカウントし、そのカウント値が設定値に
なるとローレベルの減速制御パルスを一定時間だけ、パ
ルス発生回路31の制御端子33に入力するというもの
である。そして、このパルス発生回路31は、前記第1
実施例と同様に、捕捉制御端子18と制御端子19と制
御端子33のいずれかがローレベルになると、3入力A
ND回路32によりスイッチ12がb側に切り替わるよ
うになっていて(図2参照)、そのとき、パルス発生回
路31はステッピングモータ3に対して減速パルスを与
えることになる。
【0041】パルスカウンタ40は、アップカウンタま
たはダウンカウンタのどちらでも良いが、ダウンカウン
タの例で説明する。ステッピングモータ3は、1パルス
で1ステップ回転するため、回転角度はパルス数に比例
する。従って、所定のパルス数を予め設定したパルスカ
ウンタ(ダウンカウンタ)40により、パルス発生回路
31から出力されるパルス数をカウント(減算)し、カ
ウント値が0になった時には、パルスカウンタ40が一
定時間だけローレベルの減速制御パルスを出力するよう
にしておく。そして、減速制御パルスを出力した後は再
び所定のパルス数をパルスカウンタ40に設定して、カ
ウントを繰り返すようにしておけば、所定のパルス数ご
とに周期的にローレベルのカウンタ出力が得られる。図
5(b)は、この様子を示している。ここで、カウンタ
出力がローレベルになる時間tc2は、パルスカウンタ
40がパルス数をカウント中でカウンタ出力がハイレベ
ルである時間tc1に比して、極めて短く設定してあ
り、それゆえ、ステッピングモータ3は周期的に短時間
tc2だけ減速運転されるが、停止することはなく、再
び加速運転されて高速回転状態となる。
たはダウンカウンタのどちらでも良いが、ダウンカウン
タの例で説明する。ステッピングモータ3は、1パルス
で1ステップ回転するため、回転角度はパルス数に比例
する。従って、所定のパルス数を予め設定したパルスカ
ウンタ(ダウンカウンタ)40により、パルス発生回路
31から出力されるパルス数をカウント(減算)し、カ
ウント値が0になった時には、パルスカウンタ40が一
定時間だけローレベルの減速制御パルスを出力するよう
にしておく。そして、減速制御パルスを出力した後は再
び所定のパルス数をパルスカウンタ40に設定して、カ
ウントを繰り返すようにしておけば、所定のパルス数ご
とに周期的にローレベルのカウンタ出力が得られる。図
5(b)は、この様子を示している。ここで、カウンタ
出力がローレベルになる時間tc2は、パルスカウンタ
40がパルス数をカウント中でカウンタ出力がハイレベ
ルである時間tc1に比して、極めて短く設定してあ
り、それゆえ、ステッピングモータ3は周期的に短時間
tc2だけ減速運転されるが、停止することはなく、再
び加速運転されて高速回転状態となる。
【0042】ここで、定速運転時のパルス周波数、加速
運転と定速運転と減速運転の各ステップ数(パルス数)
等を従来例と同様に設定し、平面アンテナ2を2秒間で
1回転させるものとすると、加速運転と定速運転を含め
たパルス数は460パルスであり、減速運転でのパルス
数は20パルスとなる。つまり、パルスカウンタ40の
設定値を460とし、そこからカウント(減算)を開始
するように設定しておけば良い。時間的な見方をする
と、図5(b)において、tc1=1.9秒、tc2=
0.1秒となる。このように設定することにより、ステ
ッピングモータ3は、平面アンテナ2が1回転するごと
に、低速回転状態から加速して高速回転状態を保った後
に再び低速回転状態に戻るという一連の加減速運転を行
うようになる。
運転と定速運転と減速運転の各ステップ数(パルス数)
等を従来例と同様に設定し、平面アンテナ2を2秒間で
1回転させるものとすると、加速運転と定速運転を含め
たパルス数は460パルスであり、減速運転でのパルス
数は20パルスとなる。つまり、パルスカウンタ40の
設定値を460とし、そこからカウント(減算)を開始
するように設定しておけば良い。時間的な見方をする
と、図5(b)において、tc1=1.9秒、tc2=
0.1秒となる。このように設定することにより、ステ
ッピングモータ3は、平面アンテナ2が1回転するごと
に、低速回転状態から加速して高速回転状態を保った後
に再び低速回転状態に戻るという一連の加減速運転を行
うようになる。
【0043】この第2実施例によれば、高速回転状態の
衛星捕捉動作が継続的に行われている間に、外乱により
一時的な過負荷状態が生じてステッピングモータ3が脱
調し、図5(d)に示すように、時刻t6でその回転が
停止してしまった場合には、次の加速開始時刻t7にお
いてステッピングモータ3はプルイン領域から起動され
てプルアウト領域での高速回転状態に移行するので、速
やかに平面アンテナ2の回転が再開されて衛星捕捉動作
が行われる。そして、アンテナ装置1に衛星からの電波
が到達している場合には、従来例および第1実施例と同
様に、2秒以内で衛星捕捉が完了する。
衛星捕捉動作が継続的に行われている間に、外乱により
一時的な過負荷状態が生じてステッピングモータ3が脱
調し、図5(d)に示すように、時刻t6でその回転が
停止してしまった場合には、次の加速開始時刻t7にお
いてステッピングモータ3はプルイン領域から起動され
てプルアウト領域での高速回転状態に移行するので、速
やかに平面アンテナ2の回転が再開されて衛星捕捉動作
が行われる。そして、アンテナ装置1に衛星からの電波
が到達している場合には、従来例および第1実施例と同
様に、2秒以内で衛星捕捉が完了する。
【0044】なお、この第2実施例においても、平面ア
ンテナ2が回転してメインビームが目的の方位角に近づ
いた後の衛星捕捉動作は従来例と同様なので、その説明
は省略する。また、衛星捕捉中に連続回転が続く場合の
動作時間を第2実施例と従来例とで比較したときの説明
についても、前記第1実施例における記載内容と同じな
ので省略する。
ンテナ2が回転してメインビームが目的の方位角に近づ
いた後の衛星捕捉動作は従来例と同様なので、その説明
は省略する。また、衛星捕捉中に連続回転が続く場合の
動作時間を第2実施例と従来例とで比較したときの説明
についても、前記第1実施例における記載内容と同じな
ので省略する。
【0045】このように、本発明の第1実施例と第2実
施例では、外乱によりステッピングモータ3が衛星捕捉
動作中に予期せず停止してしまった場合にも、速やかに
ステッピングモータ3をプルイン領域から起動するの
で、その後の衛星捕捉動作に支障をきたさず信頼性が高
く、しかもステッピングモータ3を高速で定速運転する
ことができるので、短時間で衛星捕捉が行えて実用性が
高い。また、これら第1および第2実施例は、従来例に
比較してタイマー30やパルスカウンタ40が必要なた
め構成が複雑化してコストアップを招くようにもみえる
が、移動体搭載用の追尾型アンテナの回転制御は一般に
マイクロコンピュータ等で行われ、図1、図2および図
4に示す各ブロックはマイクロコンピュータの機能やソ
フトウェアで実現できるものなので、実際の部品構成は
従来例と変わることはなく、よってコストアップを招来
する心配はない。
施例では、外乱によりステッピングモータ3が衛星捕捉
動作中に予期せず停止してしまった場合にも、速やかに
ステッピングモータ3をプルイン領域から起動するの
で、その後の衛星捕捉動作に支障をきたさず信頼性が高
く、しかもステッピングモータ3を高速で定速運転する
ことができるので、短時間で衛星捕捉が行えて実用性が
高い。また、これら第1および第2実施例は、従来例に
比較してタイマー30やパルスカウンタ40が必要なた
め構成が複雑化してコストアップを招くようにもみえる
が、移動体搭載用の追尾型アンテナの回転制御は一般に
マイクロコンピュータ等で行われ、図1、図2および図
4に示す各ブロックはマイクロコンピュータの機能やソ
フトウェアで実現できるものなので、実際の部品構成は
従来例と変わることはなく、よってコストアップを招来
する心配はない。
【0046】本発明の第3実施例は、図6に示すよう
に、従来例に消費電流検出回路50とモータ停止判定回
路51とを付加した構成になっている。なお、図6中の
パルス発生回路31の構成は、前記第1実施例と同等で
ある(図2参照)。
に、従来例に消費電流検出回路50とモータ停止判定回
路51とを付加した構成になっている。なお、図6中の
パルス発生回路31の構成は、前記第1実施例と同等で
ある(図2参照)。
【0047】この第3実施例において、消費電流検出回
路50は、電源から駆動回路10へ流れ込む電流、すな
わちステッピングモータ3自体の消費電流と駆動回路1
0での消費電流とを合計した電流を検出するための回路
である。ここで、ステッピングモータ3の消費電流は、
先述したように静止時(モータを励磁して停止させた状
態、つまりパルス周波数fpが0のとき)に最大とな
り、パルス周波数fpを上昇させると、それに反比例し
て減少する特性を有している。したがって、ステッピン
グモータ3に駆動パルス信号を出力して回転させようと
しているにもかかわらず、図7(b)に示すように、外
乱によりステッピングモータ3が脱調して回転が停止し
てしまった場合には、図7(c)に示すように、消費電
流が急激に上昇する。また、モータ停止判定回路51
は、消費電流検出回路50の検出した電流値が所定値を
越えるとローレベルの減速制御パルスを一定時間だけ、
パルス発生回路31の制御端子33に入力するというも
のである。そして、このパルス発生回路31は、前記第
1および第2実施例と同様に、捕捉制御端子18と制御
端子19と制御端子33のいずれかがローレベルになる
と、3入力AND回路32によりスイッチ12がb側に
切り替わるようになっていて(図2参照)、そのとき、
パルス発生回路31はステッピングモータ3に対して減
速パルスを与えることになる。
路50は、電源から駆動回路10へ流れ込む電流、すな
わちステッピングモータ3自体の消費電流と駆動回路1
0での消費電流とを合計した電流を検出するための回路
である。ここで、ステッピングモータ3の消費電流は、
先述したように静止時(モータを励磁して停止させた状
態、つまりパルス周波数fpが0のとき)に最大とな
り、パルス周波数fpを上昇させると、それに反比例し
て減少する特性を有している。したがって、ステッピン
グモータ3に駆動パルス信号を出力して回転させようと
しているにもかかわらず、図7(b)に示すように、外
乱によりステッピングモータ3が脱調して回転が停止し
てしまった場合には、図7(c)に示すように、消費電
流が急激に上昇する。また、モータ停止判定回路51
は、消費電流検出回路50の検出した電流値が所定値を
越えるとローレベルの減速制御パルスを一定時間だけ、
パルス発生回路31の制御端子33に入力するというも
のである。そして、このパルス発生回路31は、前記第
1および第2実施例と同様に、捕捉制御端子18と制御
端子19と制御端子33のいずれかがローレベルになる
と、3入力AND回路32によりスイッチ12がb側に
切り替わるようになっていて(図2参照)、そのとき、
パルス発生回路31はステッピングモータ3に対して減
速パルスを与えることになる。
【0048】すなわち、モータ停止判定回路51には、
図7(c)に示すように、予め基準電流値Itが設定し
てあり、消費電流がこのItを越えた場合にはステッピ
ングモータ3が停止したと判断し、図7(d)に示すよ
うに、一定時間だけローレベルの減速制御パルスを出力
する。この一定時間とは、第1実施例におけるtm2や
第2実施例におけるtc2と同様に、駆動パルス信号の
周波数を低下させてステッピングモータ3がプルイン領
域で起動可能となる時間(例えば0.1秒)であれば良
い。
図7(c)に示すように、予め基準電流値Itが設定し
てあり、消費電流がこのItを越えた場合にはステッピ
ングモータ3が停止したと判断し、図7(d)に示すよ
うに、一定時間だけローレベルの減速制御パルスを出力
する。この一定時間とは、第1実施例におけるtm2や
第2実施例におけるtc2と同様に、駆動パルス信号の
周波数を低下させてステッピングモータ3がプルイン領
域で起動可能となる時間(例えば0.1秒)であれば良
い。
【0049】いま、図7(b)に示すように時刻t8に
おいて外乱によりステッピングモータ3が異常停止する
と、パルス発生回路31の制御端子33に短時間(t9
−t8)だけ減速制御パルスが入力され、よってパルス
発生回路31から出力されるパルス周波数fpは図7
(e)に示すように変化する。つまり、ステッピングモ
ータ3は時刻t8で異常停止しても、その直後の時刻t
9から加速運転されて高速回転状態に移行するので、速
やかに衛星捕捉動作が再開される。
おいて外乱によりステッピングモータ3が異常停止する
と、パルス発生回路31の制御端子33に短時間(t9
−t8)だけ減速制御パルスが入力され、よってパルス
発生回路31から出力されるパルス周波数fpは図7
(e)に示すように変化する。つまり、ステッピングモ
ータ3は時刻t8で異常停止しても、その直後の時刻t
9から加速運転されて高速回転状態に移行するので、速
やかに衛星捕捉動作が再開される。
【0050】なお、この第3実施例において、ステッピ
ングモータ3の異常停止が起こらない通常の衛星捕捉動
作は従来例と同様なので、その説明は省略する。
ングモータ3の異常停止が起こらない通常の衛星捕捉動
作は従来例と同様なので、その説明は省略する。
【0051】さて、この第3実施例によれば、アンテナ
装置1に衛星からの電波が到達しており、かつ外乱がな
い場合には、従来例と全く同様の衛星捕捉動作が行われ
る。また、外乱によりステッピングモータ3が異常停止
してしまった場合にも、この異常停止を消費電流の変化
から検出し、ステッピングモータ3に出力する駆動パル
ス信号の周波数を一旦下げてからすぐに上昇させるとい
う制御を行うので、その後の衛星捕捉動作に支障をきた
す虞がない。
装置1に衛星からの電波が到達しており、かつ外乱がな
い場合には、従来例と全く同様の衛星捕捉動作が行われ
る。また、外乱によりステッピングモータ3が異常停止
してしまった場合にも、この異常停止を消費電流の変化
から検出し、ステッピングモータ3に出力する駆動パル
ス信号の周波数を一旦下げてからすぐに上昇させるとい
う制御を行うので、その後の衛星捕捉動作に支障をきた
す虞がない。
【0052】なお、この第3実施例において、駆動電流
検出回路50はハードウェアで構成しなければならない
が、これは電源と駆動回路10との間に抵抗を1本挿入
するだけの簡単なものでも十分実用になるため、従来例
に比べてコストアップが問題となることはない。
検出回路50はハードウェアで構成しなければならない
が、これは電源と駆動回路10との間に抵抗を1本挿入
するだけの簡単なものでも十分実用になるため、従来例
に比べてコストアップが問題となることはない。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外乱により一時的な過負荷状態が生じて、高速回転して
いる衛星捕捉動作中のステッピングモータが異常停止し
てしまった場合にも、このステッピングモータは周期的
あるいは異常停止時にプルイン領域から加速運転するよ
うに制御されているので、速やかにプルアウト領域の高
速回転状態に戻すことができ、よってその後の衛星捕捉
動作に支障をきたさなくなって信頼性が高まるととも
に、短時間で衛星捕捉が行えて実用性が高いという優れ
た効果を奏し、また、構成が複雑化しないのでコストア
ップも問題とならない。
外乱により一時的な過負荷状態が生じて、高速回転して
いる衛星捕捉動作中のステッピングモータが異常停止し
てしまった場合にも、このステッピングモータは周期的
あるいは異常停止時にプルイン領域から加速運転するよ
うに制御されているので、速やかにプルアウト領域の高
速回転状態に戻すことができ、よってその後の衛星捕捉
動作に支障をきたさなくなって信頼性が高まるととも
に、短時間で衛星捕捉が行えて実用性が高いという優れ
た効果を奏し、また、構成が複雑化しないのでコストア
ップも問題とならない。
【図1】本発明の第1実施例の回転制御システムを示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】第1実施例におけるパルス発生回路の回路構成
図である。
図である。
【図3】第1実施例における各出力信号やモータ回転速
度の相関関係ならびに時間変化を示す特性図である。
度の相関関係ならびに時間変化を示す特性図である。
【図4】本発明の第2実施例の回転制御システムを示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図5】第2実施例における各出力信号やモータ回転速
度の相関関係ならびに時間変化を示す特性図である。
度の相関関係ならびに時間変化を示す特性図である。
【図6】本発明の第3実施例の回転制御システムを示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図7】第3実施例における各出力信号やモータ回転速
度の相関関係ならびに時間変化を示す特性図である。
度の相関関係ならびに時間変化を示す特性図である。
【図8】従来例の回転制御システムを示すブロック図で
ある。
ある。
【図9】ステッピングモータのパルス周波数とその周波
数での最大負荷トルクとの相関関係を示す特性図であ
る。
数での最大負荷トルクとの相関関係を示す特性図であ
る。
【図10】従来例におけるパルス発生回路の回路構成図
である。
である。
【図11】従来例における各出力信号やモータ回転速度
の相関関係ならびに時間変化を示す特性図である。
の相関関係ならびに時間変化を示す特性図である。
1 アンテナ装置 2 平面アンテナ 3 ステッピングモータ 4 周波数変換器 5 受信機 6 受信レベル検出回路 7 受信レベル判定回路 9 相励磁回路 10 駆動回路 11 電圧−周波数変換回路 12 スイッチ 13,14 抵抗 15 コンデンサ 17 電源端子 18,19,33 制御端子 20 パルス出力端子 30 タイマー(計時装置) 31 パルス発生回路 32 AND回路 40 パルスカウンタ(計数装置) 50 消費電流検出回路 51 モータ停止判定回路 fp パルス周波数 Va 受信レベル Vin 入力直流電圧
Claims (10)
- 【請求項1】 移動体搭載用の追尾型アンテナを回転さ
せるためのステッピングモータに出力する駆動パルス信
号の周波数を、周期的に増減させることにより、このス
テッピングモータを加速運転して定速運転した後に減速
運転するという一連の回転速度制御を、所定時間ごとに
繰り返し行うようにしたことを特徴とする移動体搭載用
追尾型アンテナの回転制御方法。 - 【請求項2】 移動体搭載用の追尾型アンテナを回転さ
せるためのステッピングモータに駆動パルス信号が出力
されている間、このステッピングモータが回転を停止し
たか否かを検出し、回転停止時には、前記駆動パルス信
号の周波数を低下させた後に増加させることにより前記
ステッピングモータを起動させるようにしたことを特徴
とする移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方法。 - 【請求項3】 電源に接続されたときには該電源により
充電され放電回路に接続されたときには放電する電圧保
持手段と、この電圧保持手段を電源もしくは放電回路に
択一的に接続する切替手段と、前記電圧保持手段を電源
もしくは放電回路に択一的に接続させるための切替パル
ス信号を前記切替手段に対して所定時間ごとに出力する
切替信号発生手段と、前記電圧保持手段に保持されてい
る電圧に応じた周波数の駆動パルス信号を出力する駆動
パルス出力手段と、この駆動パルス信号の周波数に応じ
た回転速度で駆動されて移動体搭載用の追尾型アンテナ
を回転せしめるステッピングモータとを、備えたことを
特徴とする移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御装
置。 - 【請求項4】 電源に接続されたときには該電源により
充電され放電回路に接続されたときには放電する電圧保
持手段と、この電圧保持手段を電源もしくは放電回路に
択一的に接続する切替手段と、前記電圧保持手段に保持
されている電圧に応じた周波数の駆動パルス信号を出力
する駆動パルス出力手段と、この駆動パルス信号の周波
数に応じた回転速度で駆動されて移動体搭載用の追尾型
アンテナを回転せしめるステッピングモータと、前記駆
動パルス信号が出力されているときに前記ステッピング
モータが回転を停止するとこれを検出するモータ停止検
出手段と、このモータ停止検出手段から検出信号が出力
されると前記電圧保持手段を電源もしくは放電回路に択
一的に接続させるための切替パルス信号を前記切替手段
に対して出力する切替信号発生手段とを、備えたことを
特徴とする移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御装
置。 - 【請求項5】 請求項3および4のいずれかの記載にお
いて、追尾型アンテナで受信した受信信号強度が所定値
以上のときには強判定信号を出力し所定値未満のときに
は弱判定信号を出力する受信強度判定手段を備え、受信
信号の捕捉動作中に、前記弱判定信号が出力され且つ前
記切替パルス信号が出力されていないときには前記電圧
保持手段が電源もしくは放電回路のいずれか一方に接続
され、前記強判定信号と前記切替パルス信号の少なくと
も一方が出力されたときには前記電圧保持手段が電源も
しくは放電回路のいずれか他方に接続されるように構成
したことを特徴とする移動体搭載用追尾型アンテナの回
転制御装置。 - 【請求項6】 請求項3および5のいずれかの記載にお
いて、前記切替信号発生手段が計時装置であることを特
徴とする移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御装置。 - 【請求項7】 請求項3および5のいずれかの記載にお
いて、前記切替信号発生手段が計数装置であることを特
徴とする移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御装置。 - 【請求項8】 請求項4および5のいずれかの記載にお
いて、前記モータ停止検出手段が、前記ステッピングモ
ータの駆動回路へ電源から流れ込む電流を検出して該電
流を所定値と比較するように構成したことを特徴とする
移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御装置。 - 【請求項9】 請求項3ないし8のいずれかの記載にお
いて、前記電圧保持手段としてコンデンサを用いたこと
を特徴とする移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御装
置。 - 【請求項10】 請求項3ないし9のいずれかの記載に
おいて、前記駆動パルス出力手段として電圧制御発振器
を用いたことを特徴とする移動体搭載用追尾型アンテナ
の回転制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP505895A JP3202517B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方法およびその回転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP505895A JP3202517B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方法およびその回転制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08195612A true JPH08195612A (ja) | 1996-07-30 |
JP3202517B2 JP3202517B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=11600805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP505895A Expired - Fee Related JP3202517B2 (ja) | 1995-01-17 | 1995-01-17 | 移動体搭載用追尾型アンテナの回転制御方法およびその回転制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3202517B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010268675A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Dora Spa | フィードフォワード電圧モードでステッパーモータを駆動する方法とハードウエア・システム |
-
1995
- 1995-01-17 JP JP505895A patent/JP3202517B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010268675A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Dora Spa | フィードフォワード電圧モードでステッパーモータを駆動する方法とハードウエア・システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3202517B2 (ja) | 2001-08-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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