JP2011102766A - 衛星捕捉装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】緯度に対して静止軌道上の静止衛星の位置を与える仰角に空中線系の主ローブの仰角を設定し、かつ前記主ローブの方位角を掃引することによって、前記静止衛星から到来すべき無線信号が受信された方位を求める方位探索手段と、前記方位探索手段によって求められ、かつ前記仰角の方向で前記静止軌道と交叉する二点の方位の内、前記静止衛星の方位を指す2値情報で指される方位を前記静止衛星の方位として識別する方位絞り込み手段とを備える。
【選択図】図1
Description
(1) 傾斜計を介して水平面に対する空中線系の姿勢の誤差が確認され、このような差が所望の精度で小さな値に圧縮される。
(2) GPS(Global Positioning
System)を用いて地球局が設置された地点の緯度θlat および経度θlon が求められる。
(4) 上記緯度θlat および経度θlon の地点において、静止軌道上における所望の静止衛星の位置を示す方位角Θazおよび仰角Θeが求められる。
(5) 空中線系の仰角が上記仰角Θeに設定される。
(7) 静止衛星から到来した無線信号のレベルや信号空間上における誤差が所望の精度で小さな値となる値に方位角Θazが微調整されることにより、上記方位磁石の誤差の圧縮が図られる。
(1) 「停止時における車両の方位角、ピッチ角及びロール角をそれぞれ独立的かつ自動的に検出する手段と;車両停止時において検出された前記方位角、ピッチ角及びロール角を停止時における車両の姿勢角として出力する手段と;車両停止位置情報に基づき取得された衛星の絶対方向(仰角及び方位角)を前記検出された姿勢角を用いて車両から見た衛星の相対方向(仰角及び方位角)へ座標変換する手段;車両に搭載されるアンテナの指向方向を前記座標変換した相対仰角及び相対方位角で定まる方向へ設定する手段と;前記設定した指向方向の周辺領域におけるその指向方向の制御を前記座標変換によって相対方向を求めて行う手段と;前記設定した指向方向において、または、前記指向方向の制御時において、受信電界強度値と基準値とを比較し受信電界強度値が基準値を超えるか否かによって衛星を捕捉したか否かを判断し、衛星を捕捉しない場合には、衛星に対する絶対仰角を所定の単位角度幅ごとに一定として方位方向に所定の範囲を走査する予め設定した走査パターンに基づいて前記アンテナの指向方向を走査せしめつつ衛星を捕捉する手段とを備える」ことにより、「車両停止時の姿勢角を自動的に検出し、それを用いて車両から見た衛星の相対方向を求めるようにしたので、正確にアンテナを衛星方向へ指向させることができる」する点に特徴がある衛星通信用の車載アンテナ…特許文献1
本発明によれば、所望の静止衛星の捕捉に要する処理量および時間が大幅に削減される。
本発明が適用された衛星通信システムでは、静止衛星を介する通信路の確保が安価に、かつ速やかに達成される。
図1は、本発明の一実施形態を示す図である。
図において、車外装置10は、所定のケーブルを介して接続された車内装置20と共に車両等の移動体に搭載される。
車外装置10は、以下の要素から構成される。
(2) 平面アンテナ11の給電点に接続され、上記無線伝送路を介して送受信される無線信号を中間周波帯またはベースバンドにおいて車内装置20に引き渡す送受信部12
(4) サーボ機構13AZによって可変される方位角を所定の範囲(例えば、0〜2πラジアン)に制限するリミットスイッチ14
(5) GPSを利用することにより平面アンテナ11(無線部10RF)が位置する地点Pの緯度latおよび経度lonを得る測位部(GPS)15
(7) 上記送受信部12、サーボ機構13AZ、13E、13P、リミットスイッチ14、測位部15および傾斜計16にそれぞれ接続された入出力ポートに併せて、車内装置20との連係に供される通信ポートを有するシーケンサ17
(1) 送受信部12と相互に中間周波帯またはベースバンドで既述の無線信号を引き渡し、かつ既定のフレーム構成に基づくフレームの列をシンボル列として出力する信号処理部21
(2) 信号処理部21およびシーケンサ17と連係することにより、操作者に所定の情報を提供し、その操作者によって行われる操作にかかわる仲立ちをする表示装置部22
図3は、本実施形態の動作原理を説明する図である。
以下、図1〜図3を参照して本発明の第一の実施形態の動作を説明する。
(1) 既存の静止衛星のユニークな識別子ID1〜IDNに個別に対応するレコードの集合として構成される。
2-1) 静止軌道上における該当する静止衛星(以下、「目的静止衛星」という。)の経度LATi
2-2) 目的静止衛星から到来する無線信号の占有帯域Bi
2-3) この無線信号の変復調に適用される変復調方式Mi
2-4) このような変復調方式Miに基づいて上記無線信号として伝送されるフレームのフレーム構成Fi
2-5) 目的静止衛星からダウンリンクを介して到来する無線信号の偏波POLi
(1) 静止衛星テーブル17Tのレコードの内、上記識別子IDnに対応するレコード(以下、「目的レコード」という。)を特定し(図2ステップS1)、その目的レコードの各フィールドに格納されている経度LATi、占有帯域Bi、変復調方式Mi、フレーム構成Fi、偏波POLiを取得する(図2ステップS2)。
(3) 測位部15によって得られた緯度latおよび経度lonに併せて、上記経度LATiを所定の座標系に適用することにより、平面アンテナ11(無線部10RF)が位置する地点Pから目的静止衛星の方向を示す方位角θazおよび仰角θeを算出する(図2ステップS4)。
(5) サーボ機構13Pを介して平面アンテナ11(無線部10RF)の姿勢を調整することにより、その平面アンテナ11の偏波を上記偏波POLi′に一致させる(図2ステップS6)。
(7) サーボ機構13AZを介して0ラジアン〜2πラジアンに亘って無線部10RFの方位角θazを可変しつつ、上記送受信部12によって既述の占有帯域Biを介して無線信号が受信された時点における無線部10RFの方位角の全てθaz1、θaz2を特定する(図2ステップS8)。
したがって、無線部10RFの仰角θeが一定に保たれた状態でその無線部10RFの方位角が可変される過程では、受信部12が占有帯域Bi内の無線信号を受信し得る方位角は、上記θaz1、θaz2の双方または何れか一方となる。
(3) 上記数Nazが「0」または「3」以上である場合には、目的静止衛星の方位角θazを特定できないため、既述の処理を再試行する(図2ステップS13)。
したがって、本実施形態によれば、方位磁針や方位センサーが用いられないにもかかわらず、目的静止衛星が確度高く、かつ効率的に捕捉される。
(1) 以下の項目の双方または何れか一方に対応したレコードの集合として構成される。
1-1) 平面アンテナ11(無線部10RF)が位置し得る地点P1〜Pnの全て
1-2) 目的静止衛星として指定され得る全ての静止衛星
しかし、本発明はこのような構成に限定されず、例えば、以下の通りに構成されてもよい。
(2) シーケンサ17は、送受信部12に占有帯域Bi、変復調方式Mi、フレーム構成Fiに基づく無線信号の送受信、変復調方式を指示する(図2ステップS3)処理に併せて、図1に点線で示すように、平面アンテナ11aに所定の指示を与えることによって、その平面アンテナ11aの主ローブの幅を通常の値より小さな値に設定する(図2ステップS20)。
(2) 影像静止衛星となり得る全ての静止衛星が上記主ローブによる照射域の範囲外となる値
(3) 影像静止衛星から到来し得る無線信号のレベルが送受信部12の受信感度以下に抑えられる値
さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
10RF 無線部
11,11a 平面アンテナ
12 送受信部
13AZ,13E,13P サーボ機構
14 リミットスイッチ
15 測位部(GPS)
16 傾斜計
17 シーケンサ
17t 目的方位ポインタテーブル
17T 静止衛星テーブル
20 車内装置
21 信号処理部
22 表示操作部
Claims (5)
- 緯度に対して静止軌道上の静止衛星の位置を与える仰角に空中線系の主ローブの仰角を設定し、かつ前記主ローブの方位角を掃引することによって、前記静止衛星から到来すべき無線信号が受信された方位を求める方位探索手段と、
前記方位探索手段によって求められ、かつ前記仰角の方向で前記静止軌道と交叉する二点の方位の内、前記静止衛星の方位を指す2値情報で指される方位を前記静止衛星の方位として識別する方位絞り込み手段と
を備えたことを特徴とする衛星捕捉装置。 - 請求項1に記載の衛星捕捉装置において、
前記方位探索手段は、
前記仰角の方向で前記静止軌道と交叉する二点の方位の内、前記静止衛星の方位と異なる方位から到来し、かつ前記無線信号の占有帯域と同じ帯域に分布する信号が抑圧される値に空中線の主ローブの幅を設定する
ことを特徴とする衛星捕捉装置。 - 緯度に対して静止軌道上の静止衛星の位置を与える仰角の方向に空中線系の主ローブの方向を設定し、かつ前記仰角の方向で前記静止軌道と交叉する二点の方位の内、前記静止衛星の方位と異なる方位から到来し、かつ前記静止衛星から到来する無線信号の占有帯域と同じ帯域に分布する信号が抑圧される値に空中線系の主ローブの幅を設定する空中線制御手段と、
前記主ローブの方位角を掃引することによって、前記静止衛星から前記無線信号が受信された方位を識別する方位絞り込み手段と
を備えたことを特徴とする衛星捕捉装置。 - 請求項1ないし請求項3の何れか1項に記載の衛星捕捉装置において、
前記方位絞り込み手段によって識別された方位の近傍で前記空中線系の方位角を微調整し、前記無線信号のレベルが最大となる方位を特定する方位調整手段を備えた
ことを特徴とする衛星捕捉装置 - 請求項1ないし請求項4の何れか1項に記載の衛星捕捉装置において、
前記方位絞り込み手段によって識別された方位の近傍で前記空中線系の方位角を微調整し、前記無線信号の伝送品質が最大となる方位を求める方位調整手段を備えた
ことを特徴とする衛星捕捉装置
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