JP2807639B2 - 追尾アンテナ装置 - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
- H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
- H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
- H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/12—Supports; Mounting means
- H01Q1/125—Means for positioning
- H01Q1/1257—Means for positioning using the received signal strength
-
- H—ELECTRICITY
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- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
- H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動体に搭載され、電
波源を追尾する追尾アンテナ装置、特に受信電波強度と
移動体の角速度の両方に基づいて追尾を実行するものに
関する。
波源を追尾する追尾アンテナ装置、特に受信電波強度と
移動体の角速度の両方に基づいて追尾を実行するものに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アンテナの指向性ビームを所
定量ずつ変更し、受信レベルに基づいて追尾を行うステ
ップトラック制御と、移動体の走行に伴う角速度に基づ
いて追尾を行うジヤイロ制御を併用して電波源（衛星）
の追尾を実行する追尾アンテナ装置が知られている。こ
れらの追尾アンテナ装置では、衛星が見通し状態となる
時には受信レベル情報と角速度情報を併用した制御を行
い、衛星が建物やトンネル等で遮蔽状態となる時には角
速度情報のみを用いた制御を行う。
定量ずつ変更し、受信レベルに基づいて追尾を行うステ
ップトラック制御と、移動体の走行に伴う角速度に基づ
いて追尾を行うジヤイロ制御を併用して電波源（衛星）
の追尾を実行する追尾アンテナ装置が知られている。こ
れらの追尾アンテナ装置では、衛星が見通し状態となる
時には受信レベル情報と角速度情報を併用した制御を行
い、衛星が建物やトンネル等で遮蔽状態となる時には角
速度情報のみを用いた制御を行う。
【０００３】しかしながら、このような追尾アンテナ装
置では、遮蔽状態においてジャイロ制御のみの状態をし
ばらく続けていると、ジャイロ出力に含まれる誤差の影
響により、アンテナの指向性（アンテナビーム）の方向
が衛星方向から徐々にずれて行く。そして、ついには衛
星を見失ってしまい、遮蔽状態から見通し状態に戻った
時に衛星を再捕捉するまでの時間が長くなってしまうな
どの問題点を有していた。
置では、遮蔽状態においてジャイロ制御のみの状態をし
ばらく続けていると、ジャイロ出力に含まれる誤差の影
響により、アンテナの指向性（アンテナビーム）の方向
が衛星方向から徐々にずれて行く。そして、ついには衛
星を見失ってしまい、遮蔽状態から見通し状態に戻った
時に衛星を再捕捉するまでの時間が長くなってしまうな
どの問題点を有していた。
【０００４】そこで、このようなジャイロ出力に含まれ
る誤差によって生じる追尾不良を解決する方法の一つと
して、特開平５−１４２３２１号に記載のものがある。
この方法では、ジャイロ出力にステップトラック制御の
際に発生される２値信号（正または負の一定ステップの
アンテナ回転制御量）に対し、この２値信号の正負の期
間に同期して増減する三角波を重畳し、この三角波を重
畳した信号に基づきアンテナの回転角速度を増減させ
る。この方法は、ジャイロ出力に誤差が含まれている
と、２値信号の正の期間の長さが異なるため、三角波の
平均値は徐々に変化し、最終的にジャイロ出力誤差に収
束することを利用したものである。これによって、ジャ
イロ出力を校正することができる。また、電波が遮蔽さ
れた時には、２値信号を一定周期で交互に発生させるこ
とで、直前の校正状態を維持することができる。このよ
うにして、ジャイロ出力を校正して、衛星の追尾を良好
に行える。
る誤差によって生じる追尾不良を解決する方法の一つと
して、特開平５−１４２３２１号に記載のものがある。
この方法では、ジャイロ出力にステップトラック制御の
際に発生される２値信号（正または負の一定ステップの
アンテナ回転制御量）に対し、この２値信号の正負の期
間に同期して増減する三角波を重畳し、この三角波を重
畳した信号に基づきアンテナの回転角速度を増減させ
る。この方法は、ジャイロ出力に誤差が含まれている
と、２値信号の正の期間の長さが異なるため、三角波の
平均値は徐々に変化し、最終的にジャイロ出力誤差に収
束することを利用したものである。これによって、ジャ
イロ出力を校正することができる。また、電波が遮蔽さ
れた時には、２値信号を一定周期で交互に発生させるこ
とで、直前の校正状態を維持することができる。このよ
うにして、ジャイロ出力を校正して、衛星の追尾を良好
に行える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例
では、三角波の平均値がジャイロ出力誤差に一致した後
もアンテナが衛星方向を中心としてつねに振動してい
る。このため、受信レベルのピーク値が低い場所でアン
テナ装置を使用した場合、アンテナビームの方位角が衛
星方向からずれた時に受信レベルの低下が生じ、ＴＶ画
面にノイズが入る等の問題があった。
では、三角波の平均値がジャイロ出力誤差に一致した後
もアンテナが衛星方向を中心としてつねに振動してい
る。このため、受信レベルのピーク値が低い場所でアン
テナ装置を使用した場合、アンテナビームの方位角が衛
星方向からずれた時に受信レベルの低下が生じ、ＴＶ画
面にノイズが入る等の問題があった。
【０００６】本発明は、上記問題を解決することを課題
としてなされたものであり、ステップトラック制御とジ
ャイロ制御を併用した衛星追尾制御装置において、ジャ
イロ出力に含まれる誤差を補正して、良好な追尾性能が
得られる衛星追尾制御装置を提供することを目的とす
る。
としてなされたものであり、ステップトラック制御とジ
ャイロ制御を併用した衛星追尾制御装置において、ジャ
イロ出力に含まれる誤差を補正して、良好な追尾性能が
得られる衛星追尾制御装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る追尾アンテ
ナ装置は、移動体に搭載され、アンテナの指向方向を制
御して、電波源を追尾する追尾アンテナ装置であって、
移動体の移動に伴う方位角方向の角度変化を検出し、こ
の角度変化に応じてアンテナの指向方向を制御するジャ
イロ制御手段と、定期的にアンテナの指向方向を変化さ
せその際の電波の受信レベルの変化に応じてアンテナの
指向方向を制御するステップトラック制御手段と、複数
回のステップトラック制御手段によるアンテナの指向方
向の制御結果に基づき、ジャイロ制御手段において検出
された角度変化の誤差を検出する誤差検出手段と、を有
し、誤差検出手段により検出された誤差に応じ、ジャイ
ロ制御手段において検出された角度変化を補正すること
を特徴とする。
ナ装置は、移動体に搭載され、アンテナの指向方向を制
御して、電波源を追尾する追尾アンテナ装置であって、
移動体の移動に伴う方位角方向の角度変化を検出し、こ
の角度変化に応じてアンテナの指向方向を制御するジャ
イロ制御手段と、定期的にアンテナの指向方向を変化さ
せその際の電波の受信レベルの変化に応じてアンテナの
指向方向を制御するステップトラック制御手段と、複数
回のステップトラック制御手段によるアンテナの指向方
向の制御結果に基づき、ジャイロ制御手段において検出
された角度変化の誤差を検出する誤差検出手段と、を有
し、誤差検出手段により検出された誤差に応じ、ジャイ
ロ制御手段において検出された角度変化を補正すること
を特徴とする。
【０００８】また、本発明は、前記アンテナを回転させ
ることによってアンテナの指向性を変更する駆動部をさ
らに含み、前記ジャイロ制御手段は、移動体の移動に伴
う方位角の変化からその角速度を検出する角速度検出部
と、を含み、検出した角速度の逆符号値に応じてアンテ
ナを回転させ、前記ステップトラック制御手段は、受信
レベルの変化量を検出する受信レベル変化量検出部と、
アンテナを一定の角速度で正または負の方向に回転させ
るためのステップ角速度を発生すると共に、アンテナの
回転に伴い受信レベルが増加するときはステップ角速度
をそのままの符号に維持し、アンテナの回転に伴い受信
レベル信号が減少するときはステップ角速度の符号を反
転させるステップトラック量演算手段と、を含み、発生
されたステップ角速度に応じてアンテナを回転させ、前
記誤差検出手段は、ステップ角速度信号を所定時間累積
し、得られた累積値に基づいて角速度ついての誤差を算
出する誤差演算手段と、を含むことを特徴とする。
ることによってアンテナの指向性を変更する駆動部をさ
らに含み、前記ジャイロ制御手段は、移動体の移動に伴
う方位角の変化からその角速度を検出する角速度検出部
と、を含み、検出した角速度の逆符号値に応じてアンテ
ナを回転させ、前記ステップトラック制御手段は、受信
レベルの変化量を検出する受信レベル変化量検出部と、
アンテナを一定の角速度で正または負の方向に回転させ
るためのステップ角速度を発生すると共に、アンテナの
回転に伴い受信レベルが増加するときはステップ角速度
をそのままの符号に維持し、アンテナの回転に伴い受信
レベル信号が減少するときはステップ角速度の符号を反
転させるステップトラック量演算手段と、を含み、発生
されたステップ角速度に応じてアンテナを回転させ、前
記誤差検出手段は、ステップ角速度信号を所定時間累積
し、得られた累積値に基づいて角速度ついての誤差を算
出する誤差演算手段と、を含むことを特徴とする。
【０００９】本発明では、ジャイロ制御手段は、所定の
制御間隔Δｔ毎に、検出した角速度の逆符号値のアンテ
ナ回転指令を発生し、ステップトラック制御手段は、前
記Δｔの整数倍の制御周期ＭΔｔで、ステップ角速度の
アンテナ回転指令を発生し、誤差検出手段は、前記ＭΔ
ｔの整数倍の制御周期ＮＭΔｔで、誤差を更新し、アン
テナの回転制御は、前記検出された角速度の逆符号値
と、誤差検出部で算出された誤差と、ステップトラック
制御手段で発生されたアンテナ回転指令の和に基づいて
駆動部を制御して行われることを特徴とする。
制御間隔Δｔ毎に、検出した角速度の逆符号値のアンテ
ナ回転指令を発生し、ステップトラック制御手段は、前
記Δｔの整数倍の制御周期ＭΔｔで、ステップ角速度の
アンテナ回転指令を発生し、誤差検出手段は、前記ＭΔ
ｔの整数倍の制御周期ＮＭΔｔで、誤差を更新し、アン
テナの回転制御は、前記検出された角速度の逆符号値
と、誤差検出部で算出された誤差と、ステップトラック
制御手段で発生されたアンテナ回転指令の和に基づいて
駆動部を制御して行われることを特徴とする。
【００１０】また、本発明は、さらに、受信レベルまた
は経過時間に応じてステップトラック制御手段による制
御を許可する許可手段を有し、許可された期間のみステ
ップトラック制御手段による制御を行うことを特徴とす
る。
は経過時間に応じてステップトラック制御手段による制
御を許可する許可手段を有し、許可された期間のみステ
ップトラック制御手段による制御を行うことを特徴とす
る。
【００１１】また、本発明では、許可手段は、受信レベ
ルが所定の範囲内にあるかを判定する判定部を有し、受
信レベルが範囲外であった場合には、ステップトラック
制御手段による制御を禁止し、ジャイロ制御手段による
制御のみを行うことを特徴とする。
ルが所定の範囲内にあるかを判定する判定部を有し、受
信レベルが範囲外であった場合には、ステップトラック
制御手段による制御を禁止し、ジャイロ制御手段による
制御のみを行うことを特徴とする。
【００１２】また、本発明では、許可手段は、経過時間
を計数する計数手段を有し、経過時間が所定時間となる
毎に一定時間のみステップトラック制御手段による制御
を許可することを特徴とする。
を計数する計数手段を有し、経過時間が所定時間となる
毎に一定時間のみステップトラック制御手段による制御
を許可することを特徴とする。
【００１３】
【作用および効果】ジャイロ制御手段による制御（ジャ
イロ制御）では、移動体の方位角の変化を打ち消すよう
にアンテナの指向方向を制御する。このため、アンテナ
の指向性の変動は比較的なめらかであり、その制御が容
易である。通常の場合、アンテナの指向方向の制御はス
テッピングモータ等でアンテナを回転させることによっ
て行うが、ジャイロ制御では、ステッピングモータなど
の負荷が急激に変化せず、移動体が比較的高速に旋回し
ても良好に衛星追尾を行うことができる。しかし、実際
の装置では、ジャイロ制御手段によって検出した移動体
の方位角の変化（角速度）にオフセット誤差や温度ドリ
フトの影響が含まれていたり、アンテナを回転させるモ
ータの角速度制御量と実際のアンテナの回転量がずれて
いたりするため、適宜タイミングで何らかの手法を用い
てアンテナビームを電波源（例えば衛星）方向に向けな
おす必要がある。
イロ制御）では、移動体の方位角の変化を打ち消すよう
にアンテナの指向方向を制御する。このため、アンテナ
の指向性の変動は比較的なめらかであり、その制御が容
易である。通常の場合、アンテナの指向方向の制御はス
テッピングモータ等でアンテナを回転させることによっ
て行うが、ジャイロ制御では、ステッピングモータなど
の負荷が急激に変化せず、移動体が比較的高速に旋回し
ても良好に衛星追尾を行うことができる。しかし、実際
の装置では、ジャイロ制御手段によって検出した移動体
の方位角の変化（角速度）にオフセット誤差や温度ドリ
フトの影響が含まれていたり、アンテナを回転させるモ
ータの角速度制御量と実際のアンテナの回転量がずれて
いたりするため、適宜タイミングで何らかの手法を用い
てアンテナビームを電波源（例えば衛星）方向に向けな
おす必要がある。
【００１４】また、ジャイロ制御の場合、制御の時間間
隔（以下、制御間隔という）が狭い方が旋回角速度が激
しく変化しても方位角誤差を小さく抑えることができる
ため、制御間隔Δｔはなるべく小さく設定するのが好ま
しい。
隔（以下、制御間隔という）が狭い方が旋回角速度が激
しく変化しても方位角誤差を小さく抑えることができる
ため、制御間隔Δｔはなるべく小さく設定するのが好ま
しい。
【００１５】一方、ステップトラック制御手段による制
御（ステップトラック制御）は、アンテナビームを方位
角方向にステップ角速度だけ（通常僅かだけ）振って受
信レベルの増減を調べ、受信レベルが増加する方向にア
ンテナビームを回転させる。
御（ステップトラック制御）は、アンテナビームを方位
角方向にステップ角速度だけ（通常僅かだけ）振って受
信レベルの増減を調べ、受信レベルが増加する方向にア
ンテナビームを回転させる。
【００１６】具体的には、一定時間間隔ΔＴ毎に受信レ
ベルを読み取り、現在の受信レベルがΔＴ時間前の受信
レベルよりも増加している場合には、アンテナビームを
ΔＴ時間前と同じ方向に一定のステップ角速度ωｓで回
転させ、現在の受信レベルが減少している場合には、ア
ンテナビームを反対方向に一定のステップ角速度ωｓで
回転させる。
ベルを読み取り、現在の受信レベルがΔＴ時間前の受信
レベルよりも増加している場合には、アンテナビームを
ΔＴ時間前と同じ方向に一定のステップ角速度ωｓで回
転させ、現在の受信レベルが減少している場合には、ア
ンテナビームを反対方向に一定のステップ角速度ωｓで
回転させる。
【００１７】ここで、このようなステップトラック制御
により移動体の高速な旋回にアンテナビームを追従させ
るためには、ステップ角速度ωｓを車両の旋回角速度と
同程度の値に設定しておく必要がある。しかし、実際の
装置では、アンテナ、ターンテーブル等の回転部分は慣
性モーメントを有しており、高速かつステップ状に回転
させることは困難である。このため、ステップトラック
制御では、移動体の高速旋回には追従できないことが多
い。
により移動体の高速な旋回にアンテナビームを追従させ
るためには、ステップ角速度ωｓを車両の旋回角速度と
同程度の値に設定しておく必要がある。しかし、実際の
装置では、アンテナ、ターンテーブル等の回転部分は慣
性モーメントを有しており、高速かつステップ状に回転
させることは困難である。このため、ステップトラック
制御では、移動体の高速旋回には追従できないことが多
い。
【００１８】また、ステップトラック制御の場合、制御
間隔ΔＴが狭いと、受信レベルの変化量が小さくなり、
制御方向が付加的な熱雑音に左右される。そこで、最悪
の場合、ビーム方向が衛星方向から完全にずれてしまう
ことがある。このため、ある程度制御間隔ΔＴを広く設
定するのが好ましい。
間隔ΔＴが狭いと、受信レベルの変化量が小さくなり、
制御方向が付加的な熱雑音に左右される。そこで、最悪
の場合、ビーム方向が衛星方向から完全にずれてしまう
ことがある。このため、ある程度制御間隔ΔＴを広く設
定するのが好ましい。
【００１９】そこで、本発明では、旋回による方位角の
変化をジヤイロ出力を用いて打ち消し、ジャイロで打ち
消しきれなかった方位角誤差をステップトラックにより
打ち消す方法により、衛星追尾を行うものである。
変化をジヤイロ出力を用いて打ち消し、ジャイロで打ち
消しきれなかった方位角誤差をステップトラックにより
打ち消す方法により、衛星追尾を行うものである。
【００２０】具体的には、ジャイロで検出した移動体の
旋回角速度（ωＧ）の符号を反転させた値（−ωＧ）
と、一定のステップ角速度ωｓにΔＴ時間前の受信レベ
ルと現在の受信レベルの大小関係で決まる符号を掛けて
得られる値（±ωｓ）との和（−ωＧ±ωｓ）を用いて
アンテナ部の回転を制御する。
旋回角速度（ωＧ）の符号を反転させた値（−ωＧ）
と、一定のステップ角速度ωｓにΔＴ時間前の受信レベ
ルと現在の受信レベルの大小関係で決まる符号を掛けて
得られる値（±ωｓ）との和（−ωＧ±ωｓ）を用いて
アンテナ部の回転を制御する。
【００２１】ここで、ステップトラックのための制御量
±ωｓは、ジャイロ制御の制御間隔Δｔより長い制御間
隔ΔＴ（＝Ｍ×Δｔ：Ｍは整数）毎に更新することが好
ましい。これによって、ステップトラック制御とジャイ
ロ制御の長所が生かされ、高速に旋回する移動体におい
ても良好に衛星追尾できる。
±ωｓは、ジャイロ制御の制御間隔Δｔより長い制御間
隔ΔＴ（＝Ｍ×Δｔ：Ｍは整数）毎に更新することが好
ましい。これによって、ステップトラック制御とジャイ
ロ制御の長所が生かされ、高速に旋回する移動体におい
ても良好に衛星追尾できる。
【００２２】そして、本発明では、ステップトラック制
御において、ΔＴ毎に出力される制御量±ωｓを用いて
ジャイロ出力に含まれるオフセット誤差を算出し補償す
る。
御において、ΔＴ毎に出力される制御量±ωｓを用いて
ジャイロ出力に含まれるオフセット誤差を算出し補償す
る。
【００２３】すなわち、ジャイロ制御における角速度の
出力ωＧにオフセット誤差ΔωＧが含まれていた場合、
その誤差に伴う回転量（比較的長い時間Ｔ）は、ΔωＧ
Ｔとなる。一方、ステップトラック制御により、Ｔ時間
経過後においてもアンテナビームが正しい方向に向いて
いるのであれば、ステップトラック制御によって回転し
た回転量が誤差ΔωＧＴに等しいはずである。ステップ
トラック制御の制御間隔をΔＴとし、Ｔ＝ＮΔＴとすれ
ば、ステップトラック制御における制御量±（ステップ
角速度）ωｓをＮ回積算した値が、ΔωＧＴに等しいは
ずである。そこで、
出力ωＧにオフセット誤差ΔωＧが含まれていた場合、
その誤差に伴う回転量（比較的長い時間Ｔ）は、ΔωＧ
Ｔとなる。一方、ステップトラック制御により、Ｔ時間
経過後においてもアンテナビームが正しい方向に向いて
いるのであれば、ステップトラック制御によって回転し
た回転量が誤差ΔωＧＴに等しいはずである。ステップ
トラック制御の制御間隔をΔＴとし、Ｔ＝ＮΔＴとすれ
ば、ステップトラック制御における制御量±（ステップ
角速度）ωｓをＮ回積算した値が、ΔωＧＴに等しいは
ずである。そこで、
【数１】ΔωＧＴ＝ａ１ωｓΔＴ＋ａ２ωｓΔＴ＋ａ３
ωｓΔＴ＋・・・ ＋ａｉωｓΔＴ＋ ・・・ ＋ａＮ
ωｓΔＴ＝ΣａｉωｓΔＴ （ｉ＝１〜Ｎ） 一方、Ｔ＝ＮΔＴであり、 ΔωＧ＝（１／Ｎ）Σａｉωｓ （ｉ＝１〜Ｎ） となる。
ωｓΔＴ＋・・・ ＋ａｉωｓΔＴ＋ ・・・ ＋ａＮ
ωｓΔＴ＝ΣａｉωｓΔＴ （ｉ＝１〜Ｎ） 一方、Ｔ＝ＮΔＴであり、 ΔωＧ＝（１／Ｎ）Σａｉωｓ （ｉ＝１〜Ｎ） となる。
【００２４】このようにして、ジャイロ出力に含まれる
誤差量を算出できる。そこで、この誤差量ΔωＧをジャ
イロの各速度出力の符号を反転したもの−ωＧに加算す
ることで、ジャイロ出力における誤差を補償することが
できる。これにより、ジャイロ制御のみを行っていて
も、アンテナビームの方向が衛星の方向からすぐにずれ
てしまうことがなくなり、ステップトラック制御による
アンテナビームの制御を行う頻度を最小限に抑えること
ができる。
誤差量を算出できる。そこで、この誤差量ΔωＧをジャ
イロの各速度出力の符号を反転したもの−ωＧに加算す
ることで、ジャイロ出力における誤差を補償することが
できる。これにより、ジャイロ制御のみを行っていて
も、アンテナビームの方向が衛星の方向からすぐにずれ
てしまうことがなくなり、ステップトラック制御による
アンテナビームの制御を行う頻度を最小限に抑えること
ができる。
【００２５】すなわち、ステップトラック制御の制御間
隔を長くすることによって、ステップトラック制御によ
るアンテナビームの制御回数を少なくすることができ
る。また、受信レベルがピーク値付近の時には、ジャイ
ロ制御のみを行うことによって、ステップトラック制御
によるアンテナビームの制御回数をさらに減少できる。
従って、受信レベルのピーク値が低い場所においてもア
ンテナビームの制御に起因するノイズの発生を効果的に
防止することができる。
隔を長くすることによって、ステップトラック制御によ
るアンテナビームの制御回数を少なくすることができ
る。また、受信レベルがピーク値付近の時には、ジャイ
ロ制御のみを行うことによって、ステップトラック制御
によるアンテナビームの制御回数をさらに減少できる。
従って、受信レベルのピーク値が低い場所においてもア
ンテナビームの制御に起因するノイズの発生を効果的に
防止することができる。
【００２６】たとえば、判定部により、受信レベルが所
定範囲内であるかを判定し、所定範囲外であった場合に
ステップトラック制御を禁止することで、不要なステッ
プトラック制御を抑制して、アンテナビームの制御回数
を減少できる。
定範囲内であるかを判定し、所定範囲外であった場合に
ステップトラック制御を禁止することで、不要なステッ
プトラック制御を抑制して、アンテナビームの制御回数
を減少できる。
【００２７】また、ステップトラック制御を所定時間経
過毎に許可することによっても、ステップトラック制御
の制御回数を減少することができる。
過毎に許可することによっても、ステップトラック制御
の制御回数を減少することができる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図１は、実施例の構成を示す機能ブロッ
ク図であり、本実施例の追尾アンテナ装置は、アンテナ
部１０、回転駆動部１２、角速度センサ部１４、受信レ
ベル検出部１６、受信レベル変化検出部１８、角速度セ
ンサ出力誤差算出部２０、制御部２２の７つの機構ブロ
ックから構成されている。
いて説明する。図１は、実施例の構成を示す機能ブロッ
ク図であり、本実施例の追尾アンテナ装置は、アンテナ
部１０、回転駆動部１２、角速度センサ部１４、受信レ
ベル検出部１６、受信レベル変化検出部１８、角速度セ
ンサ出力誤差算出部２０、制御部２２の７つの機構ブロ
ックから構成されている。
【００２９】アンテナ部１０は、例えば車両のルーフ上
に設けられ、衛星からの電波を受信する。回転駆動部１
２は、アンテナ部１０を方位角方向に回転駆動する。例
えば、ターンテーブル上にアンテナ部１０を支持し、タ
ーンテーブルをステッピングモータにより回転すること
によって、アンテナ部１０の指向性（アンテナビーム）
が、方位角方向に回転される。なお、アンテナ部１０を
位相制御可能なアンテナ素子からなるアレイアンテナな
どによって構成し、アンテナビームを電子的に回転させ
てもよい。
に設けられ、衛星からの電波を受信する。回転駆動部１
２は、アンテナ部１０を方位角方向に回転駆動する。例
えば、ターンテーブル上にアンテナ部１０を支持し、タ
ーンテーブルをステッピングモータにより回転すること
によって、アンテナ部１０の指向性（アンテナビーム）
が、方位角方向に回転される。なお、アンテナ部１０を
位相制御可能なアンテナ素子からなるアレイアンテナな
どによって構成し、アンテナビームを電子的に回転させ
てもよい。
【００３０】角速度センサ部１４は、通常ジャイロで構
成され、車両の方位角についての角速度（ヨーレート）
を検出し、角速度信号ωＧを出力する。以下において、
角速度センサ部を適宜ジャイロと呼ぶ。受信レベル検出
部１６は、アンテナ部１０において受信した電波の強さ
を検出し、検出値に比例した受信レベル信号ＬＲを出力
する。受信レベル変化検出部１８は、ステップトラック
制御のタイミング毎に、受信レベル検出部１６で検出し
た受信レベル信号ＬＲの変化を検出した時に、その変化
の方向に応じて、ステップ角速度信号として＋ωｓまた
は−ωｓのいずれかを出力する。受信レベルが低下した
ことを検出した時には現在の出力であるステップ角速度
信号±ωｓの符号を反転させて出力し、そうでない時に
は、現在の出力をそのまま保持する。ここで、ステップ
角速度信号±ωｓは、ステップトラック制御におけるア
ンテナ部１０の回転速度についての制御量である。そこ
で、ステップトラック制御において、アンテナ部１０
は、このステップ角速度信号の大きさωｓをステップ幅
としてその回転速度が制御される。
成され、車両の方位角についての角速度（ヨーレート）
を検出し、角速度信号ωＧを出力する。以下において、
角速度センサ部を適宜ジャイロと呼ぶ。受信レベル検出
部１６は、アンテナ部１０において受信した電波の強さ
を検出し、検出値に比例した受信レベル信号ＬＲを出力
する。受信レベル変化検出部１８は、ステップトラック
制御のタイミング毎に、受信レベル検出部１６で検出し
た受信レベル信号ＬＲの変化を検出した時に、その変化
の方向に応じて、ステップ角速度信号として＋ωｓまた
は−ωｓのいずれかを出力する。受信レベルが低下した
ことを検出した時には現在の出力であるステップ角速度
信号±ωｓの符号を反転させて出力し、そうでない時に
は、現在の出力をそのまま保持する。ここで、ステップ
角速度信号±ωｓは、ステップトラック制御におけるア
ンテナ部１０の回転速度についての制御量である。そこ
で、ステップトラック制御において、アンテナ部１０
は、このステップ角速度信号の大きさωｓをステップ幅
としてその回転速度が制御される。
【００３１】角速度センサ出力誤差算出部２０は、受信
レベル変化検出部１８から出力されるステップ角速度信
号±ωｓを用いて角速度センサ部１４の出力に含まれる
誤差を算出し、これを誤差信号ΔωＧとして出力する。
制御部２２は、角速度センサ部１４からの角速度信号ω
Ｇと、受信レベル検出部１６からの受信レベル信号ＬＲ
と、受信レベル変化検出部１８からのステップ角速度信
号±ωｓと、角速度センサ出力誤差算出部２０からの誤
差信号ΔωＧに基づいて、アンテナ部１０の方位角の制
御量算出し、これを回転角信号ωとして回転駆動部１２
に供給する。
レベル変化検出部１８から出力されるステップ角速度信
号±ωｓを用いて角速度センサ部１４の出力に含まれる
誤差を算出し、これを誤差信号ΔωＧとして出力する。
制御部２２は、角速度センサ部１４からの角速度信号ω
Ｇと、受信レベル検出部１６からの受信レベル信号ＬＲ
と、受信レベル変化検出部１８からのステップ角速度信
号±ωｓと、角速度センサ出力誤差算出部２０からの誤
差信号ΔωＧに基づいて、アンテナ部１０の方位角の制
御量算出し、これを回転角信号ωとして回転駆動部１２
に供給する。
【００３２】ここで、角速度センサ出力誤差算出部２０
においては、受信レベル変化検出部１８から供給される
ステップ角速度信号±ωｓから、角速度センサ部１４か
ら出力される角速度信号ωＧの誤差（正確には、オフセ
ット誤差）ΔωＧを算出する。そこで、このΔωＧの算
出方法について、説明する。
においては、受信レベル変化検出部１８から供給される
ステップ角速度信号±ωｓから、角速度センサ部１４か
ら出力される角速度信号ωＧの誤差（正確には、オフセ
ット誤差）ΔωＧを算出する。そこで、このΔωＧの算
出方法について、説明する。
【００３３】まず、ある時刻においてアンテナ部１０は
衛星方向を向いており、角速度センサ部１４の出力（角
速度信号）ωＧには、オフセット誤差ΔωＧが含まれて
いると仮定する。そして、もし角速度センサ部１４の出
力ωＧだけを用いて追尾制御を行っていたとすると、十
分長い時間Ｔだけ経過した後には、アンテナ部１２の指
向性ビームの方位角は衛星方向からΔωＧ・Ｔだけずれ
てしまう。ところが、実際には、ステップトラック制御
（制御間隔：ΔＴ）を行っているため、アンテナ部１０
は、その回転角速度がΔＴ毎に±ωｓずつ増減されなが
ら徐々に回転して行き、時間Ｔだけ経過した後も衛星方
向を向いている。このことから、ΔＴ毎に受信レベル変
化検出部１８から出力されるステップ角速度信号±ωｓ
を積算していけば、時間Ｔの間にステップトラック制御
により、アンテナ部１０が回転した角度を知ることがで
きる。そして、この角度がこの期間の角速度センサ部１
４の誤差の積算値になる。従って、この誤差の積算値を
積算回数で除算することによって、角速度センサ部１４
におけるオフセット誤差ΔωＧを求めることができる。
衛星方向を向いており、角速度センサ部１４の出力（角
速度信号）ωＧには、オフセット誤差ΔωＧが含まれて
いると仮定する。そして、もし角速度センサ部１４の出
力ωＧだけを用いて追尾制御を行っていたとすると、十
分長い時間Ｔだけ経過した後には、アンテナ部１２の指
向性ビームの方位角は衛星方向からΔωＧ・Ｔだけずれ
てしまう。ところが、実際には、ステップトラック制御
（制御間隔：ΔＴ）を行っているため、アンテナ部１０
は、その回転角速度がΔＴ毎に±ωｓずつ増減されなが
ら徐々に回転して行き、時間Ｔだけ経過した後も衛星方
向を向いている。このことから、ΔＴ毎に受信レベル変
化検出部１８から出力されるステップ角速度信号±ωｓ
を積算していけば、時間Ｔの間にステップトラック制御
により、アンテナ部１０が回転した角度を知ることがで
きる。そして、この角度がこの期間の角速度センサ部１
４の誤差の積算値になる。従って、この誤差の積算値を
積算回数で除算することによって、角速度センサ部１４
におけるオフセット誤差ΔωＧを求めることができる。
【００３４】このため、ΔωＧは、
【数２】ΔωＧＴ＝ａ１ωｓΔＴ＋ａ２ωｓΔＴ＋ａ３
ωｓΔＴ＋・・・ ＋ａｉωｓΔＴ＋ ・・・ ＋ａＮ
ωｓΔＴ＝ΣａｉωｓΔＴ （ｉ＝１〜Ｎ） ここで、Ｔ＝ＮΔＴであり、 ΔωＧ＝（１／Ｎ）Σａｉωｓ （ｉ＝１〜Ｎ） となる。
ωｓΔＴ＋・・・ ＋ａｉωｓΔＴ＋ ・・・ ＋ａＮ
ωｓΔＴ＝ΣａｉωｓΔＴ （ｉ＝１〜Ｎ） ここで、Ｔ＝ＮΔＴであり、 ΔωＧ＝（１／Ｎ）Σａｉωｓ （ｉ＝１〜Ｎ） となる。
【００３５】ここで、ωｓは、受信レベル変化により＋
または−の符号になる。ａｉは、この符号を表す変数で
あり、時刻ｉにおけるアンテナ部の回転方向を表してい
る。例えば、ａｉ＝＋１（時計方向）、ａｉ＝−１（反
時計方向）と定められている。
または−の符号になる。ａｉは、この符号を表す変数で
あり、時刻ｉにおけるアンテナ部の回転方向を表してい
る。例えば、ａｉ＝＋１（時計方向）、ａｉ＝−１（反
時計方向）と定められている。
【００３６】次に、本実施例の追尾アンテナの動作につ
いて、図２のフローチャートに基づいて説明する。な
お、この説明では、アンテナ部１０として仰角方向のビ
ーム輻が十分広いアレーアンテナを用い、方位角方向の
制御のみを行うことにより、衛星追尾を行うこととす
る。
いて、図２のフローチャートに基づいて説明する。な
お、この説明では、アンテナ部１０として仰角方向のビ
ーム輻が十分広いアレーアンテナを用い、方位角方向の
制御のみを行うことにより、衛星追尾を行うこととす
る。
【００３７】「初期動作」まず、装置の電源が投入され
た場合には、初期サーチを行う（Ｓ１）。この初期サー
チでは、受信レベルＬＲを監視しながらアンテナ部（ア
レーアンテナ）１０の指向性（ビーム）を高速に回転さ
せ、受信レベルがあるしきい値を上回った時点でアレー
アンテナ１０の回転を停止し、追尾動作に移る。なお、
受信レベルＬＲが当初からしきい値を上回っている場合
には、ビームの方位角がほぼ衛星方向を向いているもの
と判断し、追尾動作に移る。また、ΔωＧの初期値は０
としても、あるいは予め記憶しておいた適当な値にして
もよい。
た場合には、初期サーチを行う（Ｓ１）。この初期サー
チでは、受信レベルＬＲを監視しながらアンテナ部（ア
レーアンテナ）１０の指向性（ビーム）を高速に回転さ
せ、受信レベルがあるしきい値を上回った時点でアレー
アンテナ１０の回転を停止し、追尾動作に移る。なお、
受信レベルＬＲが当初からしきい値を上回っている場合
には、ビームの方位角がほぼ衛星方向を向いているもの
と判断し、追尾動作に移る。また、ΔωＧの初期値は０
としても、あるいは予め記憶しておいた適当な値にして
もよい。
【００３８】「追尾制御の判定」追尾動作では、まず受
信レベル検出部１６の出力である受信レベルＬＲおよび
角速度センサ部１４の出力である角速度信号（ジャイロ
出力）ωＧを読み取る（Ｓ２）。追尾動作中は、この読
み取りが、制御間隔Δｔ毎に行われる。
信レベル検出部１６の出力である受信レベルＬＲおよび
角速度センサ部１４の出力である角速度信号（ジャイロ
出力）ωＧを読み取る（Ｓ２）。追尾動作中は、この読
み取りが、制御間隔Δｔ毎に行われる。
【００３９】次に、受信レベルＬＲがしきい値ＬＢより
小さいかを判定する（Ｓ３）。このしきい値ＬＢは、受
信レベルＬＲがこのしきい値ＬＢより小さいことで衛星
からの電波が遮蔽状態にあるか否かを判定するためのも
のであり、比較的小さな値のしきい値である。Ｓ３にお
いて、受信レベルがしきい値ＬＢより小さければ、これ
が最初に発生したときにタイマーを動作させ、そのタイ
マーによりタイムアウトか否かを判定する（Ｓ４）。す
なわち、電波が遮蔽された状態が所定時間継続していた
かを判定する。そして、Ｓ４でタイムアウトであれば、
衛星の追尾が不能になったものと判断し、Ｓ１に戻り、
初期サーチを行う。
小さいかを判定する（Ｓ３）。このしきい値ＬＢは、受
信レベルＬＲがこのしきい値ＬＢより小さいことで衛星
からの電波が遮蔽状態にあるか否かを判定するためのも
のであり、比較的小さな値のしきい値である。Ｓ３にお
いて、受信レベルがしきい値ＬＢより小さければ、これ
が最初に発生したときにタイマーを動作させ、そのタイ
マーによりタイムアウトか否かを判定する（Ｓ４）。す
なわち、電波が遮蔽された状態が所定時間継続していた
かを判定する。そして、Ｓ４でタイムアウトであれば、
衛星の追尾が不能になったものと判断し、Ｓ１に戻り、
初期サーチを行う。
【００４０】「ジャイロ制御」一方、Ｓ４においてタイ
ムアウトでなければ、衛星が見えない状態であり、ジャ
イロ制御によって、衛星を追尾する（Ｓ５）。すなわ
ち、角速度センサ部１４の出力である角速度信号ωＧに
基づいて、その符号が逆の方向にアンテナビームを向け
て衛星を追尾する。すなわち、アンテナ駆動用の角速度
ωを次式によって決定し、アンテナビームが車両の回転
の逆に動き、アンテナビームが常に衛星に向くように制
御する。なお、アンテナの回転方向は、例えばωが正の
時ＣＷ（時計回り）方向、負の時ＣＣＷ（反時計回り）
方向と定めておく。
ムアウトでなければ、衛星が見えない状態であり、ジャ
イロ制御によって、衛星を追尾する（Ｓ５）。すなわ
ち、角速度センサ部１４の出力である角速度信号ωＧに
基づいて、その符号が逆の方向にアンテナビームを向け
て衛星を追尾する。すなわち、アンテナ駆動用の角速度
ωを次式によって決定し、アンテナビームが車両の回転
の逆に動き、アンテナビームが常に衛星に向くように制
御する。なお、アンテナの回転方向は、例えばωが正の
時ＣＷ（時計回り）方向、負の時ＣＣＷ（反時計回り）
方向と定めておく。
【００４１】ω＝−ωＧ＋ΔωＧ ここで、ΔωＧは、上述のようにして算出した角速度セ
ンサの誤差であり、この誤差分が補償されているため、
このジャイロ制御による追尾制御は、精度の高いものに
なっており、長時間のジャイロ制御によっても衛星を見
失う可能性が少ない。
ンサの誤差であり、この誤差分が補償されているため、
このジャイロ制御による追尾制御は、精度の高いものに
なっており、長時間のジャイロ制御によっても衛星を見
失う可能性が少ない。
【００４２】Ｓ３において、受信レベルＬＲがしきい値
ＬＢ以上であれば、電波は遮蔽状態でないと判断され、
次に受信レベルＬＲをしきい値Ｌｃと比較する（Ｓ
６）。このしきい値Ｌｃは、受信レベルがこれより大き
いことで、衛星が見通し状態にあってアンテナビームが
ほぼ衛星方向に向いていると判断するためのものであ
る。そして、受信レベルＬＲがしきい値Ｌｃより大き
く、アンテナビームが衛星の方向に向いていると判断さ
れたときには、アンテナビームの方向を変更する必要は
ない。そこで、上述のジャイロ制御（Ｓ５）に移り角速
度センサ部１４の出力である角速度信号ωＧに基づいた
アンテナビーム制御を行う。
ＬＢ以上であれば、電波は遮蔽状態でないと判断され、
次に受信レベルＬＲをしきい値Ｌｃと比較する（Ｓ
６）。このしきい値Ｌｃは、受信レベルがこれより大き
いことで、衛星が見通し状態にあってアンテナビームが
ほぼ衛星方向に向いていると判断するためのものであ
る。そして、受信レベルＬＲがしきい値Ｌｃより大き
く、アンテナビームが衛星の方向に向いていると判断さ
れたときには、アンテナビームの方向を変更する必要は
ない。そこで、上述のジャイロ制御（Ｓ５）に移り角速
度センサ部１４の出力である角速度信号ωＧに基づいた
アンテナビーム制御を行う。
【００４３】「ジャイロ制御とステップトラック制御を
併用する制御」次に、Ｓ６において、ＬＲ＜Ｌｃの場
合、すなわちＬＢ＜ＬＲ＜Ｌｃの場合、ステップトラッ
ク制御とジャイロ制御を併用する制御を行う。この制御
では、まずステップトラック制御のための制御量±ωｓ
を更新するタイミングか否かを判定する（Ｓ７）。
併用する制御」次に、Ｓ６において、ＬＲ＜Ｌｃの場
合、すなわちＬＢ＜ＬＲ＜Ｌｃの場合、ステップトラッ
ク制御とジャイロ制御を併用する制御を行う。この制御
では、まずステップトラック制御のための制御量±ωｓ
を更新するタイミングか否かを判定する（Ｓ７）。
【００４４】ここで、ジャイロ制御およびステップトラ
ック制御の制御タイミングについて、図３に基づいて説
明する。ジャイロ制御のアンテナビームの制御間隔はΔ
ｔであり、基本的にΔｔの制御間隔で角速度信号ωＧに
基づいたアンテナビームの制御を行う。ステップトラッ
ク制御の制御間隔はΔＴであり、ΔＴ＝ＭΔｔであり、
Ｍ回のジャイロ制御に１回のステップトラック制御が行
われる。このため、±ωｓの更新タイミングはΔＴ毎に
なる。
ック制御の制御タイミングについて、図３に基づいて説
明する。ジャイロ制御のアンテナビームの制御間隔はΔ
ｔであり、基本的にΔｔの制御間隔で角速度信号ωＧに
基づいたアンテナビームの制御を行う。ステップトラッ
ク制御の制御間隔はΔＴであり、ΔＴ＝ＭΔｔであり、
Ｍ回のジャイロ制御に１回のステップトラック制御が行
われる。このため、±ωｓの更新タイミングはΔＴ毎に
なる。
【００４５】そして、誤差ΔωＧは複数回のステップト
ラック制御の結果に基づいて算出される。例えばＮ回の
ステップトラック制御におけるωｓの積算値の平均値か
らΔωＧが算出される。そこで、誤差ΔωＧの算出周期
は、ＮΔＴ＝ＭＮΔｔであり、これがΔωＧの更新タイ
ミングである。
ラック制御の結果に基づいて算出される。例えばＮ回の
ステップトラック制御におけるωｓの積算値の平均値か
らΔωＧが算出される。そこで、誤差ΔωＧの算出周期
は、ＮΔＴ＝ＭＮΔｔであり、これがΔωＧの更新タイ
ミングである。
【００４６】そして、Ｓ７において、更新タイミング、
すなわちＭΔｔであれば、ステップトラック制御の制御
間隔であるΔＴ時間だけ前の受信レベルＬＲ（last）と
現在の受信レベルＬＲを比較する（Ｓ８）。ＬＲの方が
ＬＲ（last）より小さい場合、すなわち角速度が減少し
ている時には、ωｓの符号を反転し（Ｓ９）、そうでな
い場合は出力されたωｓの符号をそのまま保持する。
すなわちＭΔｔであれば、ステップトラック制御の制御
間隔であるΔＴ時間だけ前の受信レベルＬＲ（last）と
現在の受信レベルＬＲを比較する（Ｓ８）。ＬＲの方が
ＬＲ（last）より小さい場合、すなわち角速度が減少し
ている時には、ωｓの符号を反転し（Ｓ９）、そうでな
い場合は出力されたωｓの符号をそのまま保持する。
【００４７】Ｓ９において符号が反転された±ωｓまた
は符号が反転されなかった±ωｓを積算すると共に（Ｓ
１０）、ＬＲ（last）に今回のＬＲを代入して、この値
を更新する（Ｓ１１）。
は符号が反転されなかった±ωｓを積算すると共に（Ｓ
１０）、ＬＲ（last）に今回のＬＲを代入して、この値
を更新する（Ｓ１１）。
【００４８】次に、ΔωＧの更新タイミングか否か、す
なわちＮΔＴか否かを判定し（Ｓ１２）、更新タイミン
グであれば、出力誤差ΔωＧを更新する（Ｓ１３）。す
なわち、ΔＴ毎に積算されていたＮΔＴの期間の±ωｓ
の積算値をＮで除算したものを誤差ΔωＧに重畳し、新
しい誤差ΔωＧとする。そして、Ｓ１３において、Δω
Ｇが算出された場合、またはＳ１２においてΔωＧの更
新タイミングでなかった場合には、アンテナ角速度ωを ω＝−ωＧ＋ΔωＧ＋ωｓ に設定する（Ｓ１４）。すなわち、ジャイロ制御の角速
度にステップ角速度ωｓ（符号はＳ９において反転され
たものまたは反転されなかったもの）が加算され、ジャ
イロ制御とステップトラック制御を併用した制御が行わ
れる。
なわちＮΔＴか否かを判定し（Ｓ１２）、更新タイミン
グであれば、出力誤差ΔωＧを更新する（Ｓ１３）。す
なわち、ΔＴ毎に積算されていたＮΔＴの期間の±ωｓ
の積算値をＮで除算したものを誤差ΔωＧに重畳し、新
しい誤差ΔωＧとする。そして、Ｓ１３において、Δω
Ｇが算出された場合、またはＳ１２においてΔωＧの更
新タイミングでなかった場合には、アンテナ角速度ωを ω＝−ωＧ＋ΔωＧ＋ωｓ に設定する（Ｓ１４）。すなわち、ジャイロ制御の角速
度にステップ角速度ωｓ（符号はＳ９において反転され
たものまたは反転されなかったもの）が加算され、ジャ
イロ制御とステップトラック制御を併用した制御が行わ
れる。
【００４９】そして、Ｓ５において、ジャイロ制御が行
われた場合、およびＳ１４においてジャイロ制御とステ
ップトラック制御を併用した制御が行われた場合には、
制御間隔Δｔが経過するまで待って（Ｓ１５）、Ｓ２の
受信レベル、角速度の取り込みに戻り制御を繰り返す。
われた場合、およびＳ１４においてジャイロ制御とステ
ップトラック制御を併用した制御が行われた場合には、
制御間隔Δｔが経過するまで待って（Ｓ１５）、Ｓ２の
受信レベル、角速度の取り込みに戻り制御を繰り返す。
【００５０】このようにして、制御間隔Δｔ毎に、ジャ
イロ制御が行われ、制御間隔ΔＴ毎にステップトラック
制御を併用する処理が行われる。
イロ制御が行われ、制御間隔ΔＴ毎にステップトラック
制御を併用する処理が行われる。
【００５１】なお、本実施例では、ＬＢ＜ＬＲ＜Ｌｃの
場合にのみ、Ｓ７以下のジャイロ制御とステップトラッ
ク制御を併用した制御を行う。従って、上述のステップ
トラックのための制御間隔ΔＴは必ずしも一定ではなく
Ｍの値は所定値以上の整数である。
場合にのみ、Ｓ７以下のジャイロ制御とステップトラッ
ク制御を併用した制御を行う。従って、上述のステップ
トラックのための制御間隔ΔＴは必ずしも一定ではなく
Ｍの値は所定値以上の整数である。
【００５２】このように、本実施例では、ステップトラ
ック制御とジャイロ制御を併用した衛星追尾装置におい
て、ステップトラックの制御を行う際に出力されるステ
ップ角速度信号±ωｓを用いて角速度センサ部１４の出
力である角速度ωＧに含まれる誤差ΔωＧを算出し、角
速度ωＧを補正する機能を有している。このため、電波
遮蔽状態で、ジャイロ制御を続けた場合でも衛星を見失
う確率を減少できる。また、角速度センサ部１４に、あ
る程度誤差の含まれる比較的安価のものを利用しても、
この誤差を補正することができる。
ック制御とジャイロ制御を併用した衛星追尾装置におい
て、ステップトラックの制御を行う際に出力されるステ
ップ角速度信号±ωｓを用いて角速度センサ部１４の出
力である角速度ωＧに含まれる誤差ΔωＧを算出し、角
速度ωＧを補正する機能を有している。このため、電波
遮蔽状態で、ジャイロ制御を続けた場合でも衛星を見失
う確率を減少できる。また、角速度センサ部１４に、あ
る程度誤差の含まれる比較的安価のものを利用しても、
この誤差を補正することができる。
【００５３】さらに、第１のしきい値Ｌｃと第２のしき
い値ＬＢを設け（Ｌｃ＞ＬＢ）、受信レベルＬＲがＬＢ
を下回っている状態（電波遮蔽状態）だけでなく、ＬＲ
がＬｃを上回っている状態（衛星が見通し状態にあって
アンテナがほぼ衛星方向を向いている状態）においても
ジヤイロ出力に基づいてアンテナの制御を行うことにし
た。これより、ステップトラック制御を行う頻度を最低
限にとどめることができ、不必要なステップトラックに
よるアンテナビーム方向の制御をさけることができる。
そこで、望ましくない受信レベルの低下をおさえること
ができ、受信レベルのピーク値が低い場所でアンテナ装
置を使用した場合においても良好な品質、特に伝送信号
が画像信号である場合に良好な画質を確保することがで
きる。
い値ＬＢを設け（Ｌｃ＞ＬＢ）、受信レベルＬＲがＬＢ
を下回っている状態（電波遮蔽状態）だけでなく、ＬＲ
がＬｃを上回っている状態（衛星が見通し状態にあって
アンテナがほぼ衛星方向を向いている状態）においても
ジヤイロ出力に基づいてアンテナの制御を行うことにし
た。これより、ステップトラック制御を行う頻度を最低
限にとどめることができ、不必要なステップトラックに
よるアンテナビーム方向の制御をさけることができる。
そこで、望ましくない受信レベルの低下をおさえること
ができ、受信レベルのピーク値が低い場所でアンテナ装
置を使用した場合においても良好な品質、特に伝送信号
が画像信号である場合に良好な画質を確保することがで
きる。
【００５４】「変形例」上記実施例では、衛星が見通し
状態（ＬＲ≧ＬＢ）にあるときに、ジャイロ制御とステ
ップトラック制御を併用する制御を許可するか否かを受
信レベルＬＲとしきい値ＬＣとの大小関係に基づいて判
断した（図２のＳ６）が、図４のＳ６’に示すように、 ｎＴ１≦ｔ≦ｎＴ１＋Δｔ１ の判定を行うようにしてもよい。ここで、ｎ＝１，２，
・・・、Ｔ１はステップトラック制御の制御を許可する
時間間隔、ｔは現在時刻、Δｔ１はステップトラック制
御許可する時間である。これにより、受信レベルではな
く経過時間に基づく判断により、所定時間毎に所定時間
内のみジャイロ制御とステップトラック制御を併用する
制御が行われる。
状態（ＬＲ≧ＬＢ）にあるときに、ジャイロ制御とステ
ップトラック制御を併用する制御を許可するか否かを受
信レベルＬＲとしきい値ＬＣとの大小関係に基づいて判
断した（図２のＳ６）が、図４のＳ６’に示すように、 ｎＴ１≦ｔ≦ｎＴ１＋Δｔ１ の判定を行うようにしてもよい。ここで、ｎ＝１，２，
・・・、Ｔ１はステップトラック制御の制御を許可する
時間間隔、ｔは現在時刻、Δｔ１はステップトラック制
御許可する時間である。これにより、受信レベルではな
く経過時間に基づく判断により、所定時間毎に所定時間
内のみジャイロ制御とステップトラック制御を併用する
制御が行われる。
【００５５】すなわち、ジャイロ制御およびステップト
ラック制御の制御間隔を決めるクロック（図示せず）を
用いて経過時間を計数し、比較的長い時間間隔Ｔ１（例
えば数十秒〜数分）毎に所定の時間Δｔ１（例えば、上
記実施例におけるΔＴに対し、１０倍（１０・ΔＴ）程
度）の間のみステップトラック制御手段による制御を許
可し、ジャイロ制御とステップトラック制御とを併用す
る制御を行う（Ｓ６’）。ジャイロ出力の誤差は一般に
比較的ゆっくりと（数分以上のオーダで）変化するの
で、このように所定時間Ｔ１毎に併用制御を行っても上
記実施例と同様の効果が得られる。
ラック制御の制御間隔を決めるクロック（図示せず）を
用いて経過時間を計数し、比較的長い時間間隔Ｔ１（例
えば数十秒〜数分）毎に所定の時間Δｔ１（例えば、上
記実施例におけるΔＴに対し、１０倍（１０・ΔＴ）程
度）の間のみステップトラック制御手段による制御を許
可し、ジャイロ制御とステップトラック制御とを併用す
る制御を行う（Ｓ６’）。ジャイロ出力の誤差は一般に
比較的ゆっくりと（数分以上のオーダで）変化するの
で、このように所定時間Ｔ１毎に併用制御を行っても上
記実施例と同様の効果が得られる。
【図１】 実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施例の動作を示すフローチャートである。
【図３】 制御タイミングを示す説明図である。
【図４】 変形例の動作を示すフローチャートである。
１０ アンテナ部（ジャイロ）、１２ 回転駆動部、１
４ 角速度センサ部、１６ 受信レベル検出部、１８
受信レベル変化検出部、２０ 角速度センサ出力誤差検
出部、２２ 制御部。
４ 角速度センサ部、１６ 受信レベル検出部、１８
受信レベル変化検出部、２０ 角速度センサ出力誤差検
出部、２２ 制御部。
フロントページの続き (72)発明者 小川 勝 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平４−198784（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−92677（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−240618（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−232483（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−93771（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−235822（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 3/00 - 3/74 H01Q 3/08
Claims (4)
- 【請求項１】 移動体に搭載され、アンテナの指向方向
を制御して、電波源を追尾する追尾アンテナ装置であっ
て、 前記アンテナを回転させることによってアンテナの指向
性を変更する駆動部と、 移動体の移動に伴う方位角方向の角度変化を検出し、検
出した角度変化に応じて前記駆動部を制御して、アンテ
ナの指向方向を制御するジャイロ制御手段と、 前記駆動部を制御して定期的にアンテナの指向方向を変
化させその際の電波の受信レベルの変化に応じてアンテ
ナの指向方向を制御するステップトラック制御手段と、 複数回のステップトラック制御手段によるアンテナの指
向方向の制御結果に基づき、ジャイロ制御手段において
検出された角度変化の誤差を検出する誤差検出手段と、 を有し、 前記ジャイロ制御手段は、 移動体の移動に伴う方位角の変化からその角速度を検出
する角速度検出部を含み、検出した角速度の逆符号値に
応じてアンテナを回転させ、 前記ステップトラック制御手段は、 受信レベルの変化量を検出する受信レベル変化量検出部
と、 アンテナを一定の角速度で正または負の方向に回転させ
るためのステップ角速度を発生すると共に、アンテナの
回転に伴い受信レベルが増加するときはステップ角速度
をそのままの符号に維持し、アンテナの回転に伴い受信
レベル信号が減少するときはステップ角速度の符号を反
転させるステップトラック量演算手段と、 を含み、発生されたステップ角速度に応じてアンテナを
回転させ、 前記誤差検出手段は、ステップ角速度信号を所定時間累
積し、得られた累積値に基づいて角速度についての誤差
を算出する誤差演算手段を含み、 さらに、 前記ジャイロ制御手段は、所定の制御間隔Δｔ毎に、検
出した角速度の逆符号値のアンテナ回転指令を発生し、 前記ステップトラック制御手段は、前記Δｔの整数倍の
制御周期ＭΔｔで、ステップ角速度のアンテナ回転指令
を発生し、 前記誤差検出手段は、前記ＭΔｔの整数倍の制御周期Ｎ
ＭΔｔで、誤差を更新し、 アンテナの回転制御は、 前記検出された角速度の逆符号値と、誤差検出部で算出
された誤差と、ステップトラック制御手段で発生された
アンテナ回転指令の和に基づいて駆動部を制御して行わ
れることを特徴とする追尾アンテナ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 さらに、受信レベルまたは経過時間に応じてステップト
ラック制御手段による制御を許可する許可手段を有し、
許可された期間のみステップトラック制御手段による制
御を行うことを特徴とする追尾アンテナ装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の装置において、 許可手段は、受信レベルが所定の範囲内にあるかを判定
する判定部を有し、受信レベルが範囲外であった場合に
は、ステップトラック制御手段による制御を禁止し、ジ
ャイロ制御手段による制御のみを行うことを特徴とする
追尾アンテナ装置。 - 【請求項４】 請求項２に記載の装置において、 許可手段は、経過時間を計数する計数手段を有し、経過
時間が所定時間となる毎に一定時間のみステップトラッ
ク制御手段による制御を許可することを特徴とする追尾
アンテナ装置。
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