JPH01241903A - 静止衛星追尾用車載アンテナの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ１発明の目的 （産業上の利用分野） この発明に係る静止衛星追尾用車載アンテナの制御方法
は、地震、台風等の災害時に出動し、上空に存在する静
止衛星を利用して各種連絡を行なう無線車のアンテナ装
置を制御し、常にアンテナが静止衛星に向く様にするも
のである。

（従来の技術） 地震や台風等の災害時に於いて現場と対策木部等との間
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て、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。

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（通常パラボラアンテナを使用する。）を所定の
静止衛星に正しく向ける事が必要である。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）にずれた場合に於いて
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、静止衛星を利用した無
線通信が行なえなくなる為である。

この為従来は、現場に運んだアンテナをモータによりギ
ヤを介して駆動し、静止衛星に向ける様にしていた。

ところが、上述の様にアンテナをギヤを介して駆動する
事により静止衛星に向ける場合、アンテナの向きを変え
るのに若干の時間を要する為、通信用のアンテナを自動
車に積んで現場に向かう場合、走行中にアンテナを利用
して無線通信を行なう事は出来なかった。

即ち、自動車の走行中には、進路変更に伴なって絶えず
自動車の向きが変化するだけでなく、悪路を走行する際
にはローリングやピッチングの縁り返しにより、激しく
アンテナの向きが変化する傾向となるが、モータにより
ギヤを介して行なう従来のアンテナ駆動装置の場合、こ
の様な激しい動きに対応して常にアンテナを静止衛星に
向けておく事は殆ど不可能である。

この為従来は、走行中にも通信を行なえる静止衛星追尾
用アンテナ装置は実用化されていないのが現状であるが
、本発明者はこの様な事情に鑑みて、走行中でも通信を
行なえる静止衛星追尾用車載アンテナ装置を提案した（
特願昭６１−２４１２８７号）。

この先発明に係る静止衛星追尾用車載アンテナ装置は、
例えば第４図に示す様に構成され、第５図のフローチャ
ートに示す様に作用する。

即ち、無線車の屋根上等に固定される基台１の上部に設
けられた支持筒２の内側に挿入された垂直支持軸３は、
ラジアル軸受４とスラスト軸受５とにより、捻り方向の
回転を自在としている。

この様な垂直支持軸３の上端部には、例えは第６図に示
す様な自在継手６を介して、アンテナ支持枠７の中間部
を結合する事により、このアンテナ支持枠７を何れの方
向にも揺動自在に支承している。

この様に、垂直支持軸３の上端部に揺動自在に支承した
アンテナ支持枠７の一端部上側には、アンテナ８を固定
して、アンテナ支持枠７の揺動に伴なって、このアンテ
ナ８の向きを自由に変えられる様にしている。

アンテナ支持枠７の他側下方に設けた支持腕９にはバラ
ンスウェイト１０を固定する事により、アンテナ８、バ
ランスウェイト１０、後述する複数のノズル等、各種部
品を固定したアンテナ支持枠７の重心を、前記自在継手
６の中心（第６図に示す様な、自在継手６に互いに直交
する２本の回転中心軸１１．１２が存在する構造の場合
、両回軸中心軸１１．１２の交点。）に一致させている
。

又、アンテナ支持枠７の中間部側方に第７〜８図に示す
林に突出させた支持腕１３の先端部には、上下１対のノ
ズル１４．１５から成る第一のノズル組１６か固定され
ている。この第一のノズル組１６を構成する上下１対の
ノズル１４．１５の噴出口は、互いに上下逆方向に開口
しており、何れかの噴出口から圧縮空気を選択的に噴出
させる事により、このアンテナ支持枠７を、上記自在継
手６０回転中心軸１１を中心として捻り方向に回転させ
る様に構成している。

一方、アンテナ支持枠７の、アンテナ８と反対側端部に
は、第９図に示す様に、第二、第三のノズル組１７．１
８を固定している。この内、第二のノズル組１７は、噴
出口を上下逆方向に開口させた上下１対のノズル１９．
２０により構成されており、何れかのノズル１９（或は
２０）の噴出口から選択的に圧縮空気を噴出させる事に
より、このアンテナ支持枠７を水平軸（前記自在継手６
の回転中心！ｌ１ｌｌ１１２）を中心として揺動する方
向に回転させる様にしている。

アンテナ支持枠７の反対側端部に上記第二のノズル組１
７と同様に固定された第三のノズル組１８は、それぞれ
左右反対方向に開口したノズル２１．２２により構成さ
れており、何れかのノズル２１　（或は２２）の噴出口
から圧縮空気を選択的に噴出させる事により、上記支持
枠７を前記垂直支持軸３を中心として回転させる様に構
成している。

更に上記アンテナ支持枠７には、このアンテナ支持枠７
の一端に固定されたアンテナ８の向ぎを検知する為、方
位センサと垂直センサとを内蔵した検知手段２３を固定
している。この内の方位センサは、アンテナ８の水平方
向の向き（東西南北の向き）を検出し、予め解っている
静止衛星の方角とアンテナ８の指向方向とかずれている
場合に、そのずれの方向と大きさ（ずれ角度）とを検出
出来る根にしている。この方位センサとしては、方位ジ
ャイロ、或は地磁気方位センサ等、従来から知られてい
る東西南北検出用の各種機器を採用する事が出来る。

又垂直センサは、アンテナ８の上下方向の向きを検出し
て、アンテナ８の仰角と静止衛星の高さ位置とかずれて
いる場合に、このずれの方向と大きさ（ずれ角度）とを
検出出来る様にしている。

この垂直センサとしては、傾斜計、或はアンテナ支持枠
７の水平状態を検出するバーチカルジャイロ、水準器等
、従来から知られた各種機器を採用する事が出来る。

尚、静止衛星は赤道の上空約３６０００ｋｍの位置に静
止しており、無線車から見た静止衛星の方向は、無線車
の位置（経度、緯度、標高）が多少（水平方向に数十ｋ
ｍ〜百ｋｍ程度。車載式アンテナの場合、垂直方向のず
れ（標高差）は実際上問題となり得ない。）動いたとし
ても衛星通信を行なうのに支障か生しる程変わる事はな
い為、上記方位センサと垂直センサとから成る検知手段
２３カ）らの信号に基づいてアンテナ８の向きを制御す
る事により、十分に実用的な通信を行なう事が出来る。

即ち、上記先発明に係る静止衛星追尾用車載アンテナ装
置に於いては、方位センサと垂直センサとから成る検知
手段２３から出される信号へを、第１０図のブロック図
に示す様に、上記第一〜第三のノズル組１６〜１８を構
成するノズル１４．１５．１９〜２２への圧縮空気の流
路の途中に設けた電磁弁（実際の場合、電磁弁は各ノズ
ルの噴出口に近い部分に内蔵されている。）の開閉を制
御する制御器２４に入力している。そしてこの制御器２
４は、上記検知手段２３から送られて来る信号へに基づ
き、上記６個のノズルの内の適当なノズルに通じる電磁
弁を開いてこのノズルから圧縮空気を噴出させ、この噴
出の反作用としてアンテナ支持枠７を適当な方向に回動
或は揺動させて、このアンテナ支持枠７の一端に固定さ
れたアンテナ８の向きを常に上空の静止衛星に向ける作
用をする。

尚、第１０図に示す様に、アンテナ８から送り出された
受信信号イはＡＧＣ（オートゲインコントローラ）によ
り増幅されて受信器に入力される。又、上記ＡＧＣの増
幅率を表わす信号口は、上記制御器２４に送り込まれ、
アンテナ８の指向方向を制御する際の補助とされる。尚
、この部分に就いては、先発明の明細書に記載されてお
り、且つ本願発明と直接関係がない為、詳しい説明は省
略する。

上述の様に構成される先発明に係る静止衛星追尾用車載
アンテナ装置に於いては、このアンテナ装置を積んだ無
線車が走行する際に、この無線車の走行方向が変化した
り、或は悪路走行に伴なうローリングやピッチングが生
じても、この走行方向の変化やローリング、ピッチング
により、一端にアンテナ８を固定したアンテナ支持枠７
の方向が変化したり、或は支持枠７にローリングやピッ
チングを生じて、アンテナ８の向きが静止衛星からずれ
る事はない。

即ち、上記アンテナ支持枠７を上端部に支承した垂直支
持軸３は、捻れ方向に回転自在であり、この垂直支持軸
３の上端部に自在継手６を介して装着されたアンテナ支
持枠７の重心は自在継手６の中心、即ちこの自在継手６
を構成する回転中心軸１１．１２の交点に一致している
為、アンテナ支持枠７は、外力を加えない限りその姿勢
を維持しようとする傾向となり、しかもアンテナ８やバ
ランスウェイト１０を含むアンテナ支持枠７の慣性質量
は５０〜１００ｋｇ、或はそれ以上と十分に大きい為、
アンテナ支持枠７がそのままの姿勢を維持しようとする
傾向は顕著になり、アンテナ装置を積んだ無線車の向き
が急激に変化したり、或は悪路走行に伴なうローリング
やピッチングが生じた場合でも、アンテナ支持枠７はそ
の大きい慣性質量の為、そのままの姿勢を維持する。

無線車の姿勢が変化するにも拘らず、アンテナ支持枠７
がそのままの姿勢を維持する為、上記アンテナ支持枠７
と無線車とが相対的に変位するが、この変位は垂直支持
軸３が回転したり、自在継手６が変位したりする事で補
償される。

更に、第４図に示した例に於いては、アンテナ支持枠７
と無線車との相対的変位時に、上記垂直支持軸３が極く
軽い力で回転出来る様に、スリブブリング等の摩擦抵抗
が垂直支持軸３の回転抵抗となる事を防止する機構を付
設している。

即ち、無線車の車体に固定の部分と垂直支持軸３との間
には、圧縮空気源から前記複数のノズルに圧縮空気を送
る為の空気配管、検知手段２３や電磁弁のソレノイドに
通電する為の電源コード、或は検知手段２３から制御器
２４に信号を送る為のコード等を接続するスリップリン
グ及びフリージヨイント（これらを総称してスリップリ
ング等とする。）２５を設けなければならないが、この
スリップリング等２５の回転抵抗は圧縮空気の漏れを防
止する必要上、かなり大きなものとならざるを得す、そ
のまま対策を講じなければ垂直支持軸３の回転抵抗が大
きくなって、無線車の姿勢変化に対応してアンテナ支持
枠７の姿勢が多少なりとも変化する事が避けられなくな
る。

この為、第４図に示した例に於いては、スリップリング
等２５の上部と垂直支持軸３の下端部とを直接接続する
事をせず、スリップリング等２５の上端部に設けた接続
口と垂直支持軸３の一下端部に設けた接続口とを、可撓
性を有する導線及びチューブ２６により接続している。

上記スリップリング等２５の上端部には、モータ２７に
より回転駆動される歯車２８を、この歯車２８の上面と
垂直支持軸３の下端部に固定された検出板２９との間に
は角変位検出器３０を、それぞれ設けている。上記歯車
２８は、これを回転させる事により、スリップリング等
２５の上端部の接続口が回転する様に、この接続口に対
して固定されており、モータ２７によりて歯車２８を回
転させた場合に、スリップリング等２５上端の接続部が
回転する様に構成している。角変位検出器３０は、垂直
支持軸３と歯車２８との変位量が大きくなり、上記導線
及びチューブ２６の捻れ量が多くなった場合に、上記モ
ータ２７を起動して、導線及びチューブ２６の捻れを修
正する方向に歯車２８を回転させる。

スリップリング等２５と垂直支持軸３とをこの様に接続
する事により、垂直支持軸３を回転させる為に要する力
は、ラジアル軸受４とスラスト軸受５との回転抵抗の他
は、導線及びチューブ２６を少し捻るのに要するだけの
掻く小さなもので済む様になる為、垂直支持軸３は拓く
軽い力で回転し、無線車の変位かアンテナ支持枠７に迄
伝わるのを有効に防止する。

アンテナ支持枠７の運動が自由に行なわれる様にする為
に、各軸受４．５、自在継手６の軸受部に空気軸受を採
用する事も、先発明を説明した明細書中で提案されてい
る。

無線車とアンテナ支持枠７との相対的変位が多数回繰り
返される事に伴ない、垂直支持軸３を支承したラジアル
軸受４、スラスト軸受５、自在継手６０回転抵抗や導線
及びチューブ２６の捻れによって発生する力、更にはア
ンテナ８やアンテナ支持枠７に当たる風（図示の例に於
いては防風板３１によってアンテナ８を覆っているが、
僅かな隙間風や防風板３１の内側で発生ずる対流により
、アンテナ支持枠７の付近に空気の流れが生じる事は避
けられない。）によりてアンテナ支持枠７が変位し、こ
のアンテナ支持枠７に支持されたアンテナ８の指向方向
が静止衛星の方角からずれた場合、アンテナ支持枠７に
装着した検知手段２３が制御器２４に送る信号と、この
制御器２４に予め記憶させていた静止衛星の位置を表わ
す信号との間にずれが生じる。

この様な予め記憶していた信号に対してずれた信号を受
けた制御器２４は、ずれの方向と大きさ（ずれ角度）と
を求め、このずれの方向と大きさとに応じて、第一〜第
三のノズル組１６〜１８を構成する複数のノズルの内、
適当なノズルに通じる圧縮空気流路途中の電磁弁を、ず
れの大ぎさに応じて適当な時間だけ開く。

例えばアンテナ８の仰角が小さくなり過ぎて、アンテナ
８が静止衛星の下側に向いた場合、制御器２４は第二の
ノズル組１７を構成する２個のノズル１９．２０の内、
上側のノズル１９に通じる流路途中の電磁弁を開き、こ
のノズル１９から圧縮空気を噴出する。この噴出により
アンテナ支持枠７は第４図の矢印ａ方向に回転し、アン
テナ８の仰角が大きくなる。

アンテナ８か他の方向にずれた場合に於いても、３組６
個のノズルの内の１乃至３個の適当なノズルから圧縮空
気が噴出し、アンテナ支持枠７を揺動或は回動させて、
アンテナ８を静止衛星に向ける。

以上に述べた様に、検知手段２３からのアンテナ８の指
向方向を表わす信号により、このアンテナ８を静止衛星
に向ける事が出来、この静止衛星を使用して実用上十分
な無線通信を行なう事が出来る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の様に構成され作用する先発明に係る静
止衛星追尾用車載アンテナ装置の場合、依然として次の
様な解決すべき問題が存在する。

即ち、検知手段２３が検知するアンテナ８の指向方向と
、静止衛星の方角とにずれが生した場合、第一〜第三の
ノズル組１６〜１８を構成する６個のノズル１４．１５
．１９〜２２の内の何れかのノズルから空気を噴出し、
その反動てアンチす支持枠７を揺動させる事で、アンテ
ナ８の指向方向と静止衛星の方角とを一致させるが、ア
ンテナ支持枠７は、前述の様に大きな慣性質量を有し、
しかも軽い力で揺動する様に支持される為、アンテナの
指向方向と静止衛星の方角とを一致させるのに長い時間
を要し、その間通信状態が不良となり易くなる。

即ち、ノズルからの空気噴出に伴なって揺動を開始した
アンテナ支持枠７は、空気の噴出を停止しても直ちには
停止しない。この為、アンテナの指向方向と静止衛星の
方角とのずれが小さくなった状態で空気を逆方向に噴出
する事により、上記指向方向と方角とが一致した状態で
、アンテナ支持枠７を停止させる様にはするが、空気の
噴出開始と停止とのタイミングを図る事が難しく、アン
テナの指向方向と静止衛星の方角とを一致させる迄には
長い時間を要する。

本発明の静止衛星追尾用車載アンテナの制御方法は、前
述した先発明の利点はそのままにして、上述の様な不都
合を解消するものである。

ｂ６発明の構成 （問題を解決する為の手段） 本発明の静止衛星追尾用車載アンテナの制御方法は、捻
り方向の回転自在な垂直支持軸の上端部に、自在継手を
介してアンテナ支持枠の中間部を装着し、このアンテナ
支持枠の一端にアンテナを固定すると共に、アンテナ支
持枠の他側に、上記アンテナの重量に見合う重量を有す
る構造物を固定する事により、このアンテナ支持枠の重
心を前記自在継手の中心に一致させ、圧縮空気の噴出に
よってアンテナ支持枠を垂直支持軸と自在継手とを中心
として三次元の任意の方向に回転させる複数個のノズル
を設けた静止衛星追尾用車載アンテナを制御し、各ノズ
ルへの圧縮空気の供給を制御する電磁弁を適当なタイミ
ングで開いて何れかのノズルから圧縮空気を噴出させ、
アンテナ支持枠を適当な方向に回動或は揺動させて、ア
ンテナの指向方向と上空の静止衛星の方角とを一致させ
るものである。

この様な本発明の静止衛星追尾用車載アンテナの制御方
法に於いては、アンテナの向きと静止衛星の方角とのず
れ角度θを横軸に、アンテナの運動の角速度ωを竪軸に
し、竪軸と横軸とをずれ角度θと角速度ωとが何れも零
の点で交差させた姿勢表示座標に、角速度ωが正に大ぎ
く、ずれ角度θが負に大きくなるに従って、又角速度ω
が負に大きく、ずれ角度θが正に大きくなるに従って、
上記交点から離れる制御線により上記姿勢表示座標を、
ずれ角度θと角速度ωとが何れも正に大きい側に広がる
第一区画と、ずれ゛角度θと角速度ωとが何れも負に大
きい側に広がる第二の区画とに二分割し、アンテナの状
態が第一区画に存在する場合に、横軸の正の方向に対応
する方向に向いたノズルから圧縮空気の噴出を行なわせ
、アンテナの状態が第二区画に存在する場合に、横軸の
負の方向に対応する方向に向いたノズルから圧縮空気の
噴出を行なわせ、アンテナの状態が上記制御線の近傍に
存在する場合に、何れのノズルからも圧縮空気の噴出を
行なわせない様にする。

更に、アンテナの動きを一層円滑にする為には、上記姿
勢表示座標中の制御線を、アンテナ支持枠の回転中心か
らノズルの噴出日進の距離をＲとし、ノズルからの空気
噴出に伴なう反動力なＦとし、アンテナ支持枠の慣性能
率を１とした場合に、 を満足する放物線とする。

（作　　用） 上述の様に構成される本発明の静止衛星追尾用車載アン
テナの制御方法の場合、アンテナの向ぎと運動角速度と
の状態が、姿勢表示座標の第一区画に存在する場合には
、ノズルから横軸の正の方向に対応する方向に圧縮空気
を噴出し、アンテナを横軸の負の方向に対応する方向に
移動させる。

又、アンテナの内診と運動角速度との状態が、姿勢表示
座標の第二区画に存在する場合には、ノズルから横軸の
負の方向に対応する方向に圧縮空気を噴出し、アンテナ
を横軸の正の方向に対応する方向に移動させる。

この結果、アンテナの指向方向と運動角速度との状態が
、姿勢表示座標の第一区画に存在する場合も、或は第二
区画に存在する場合も、アンテナの状態は制御線に向け
て移動する。

アンテナの指向方向と運動角速度との状態が、制御線に
近い状態となった場合、ノズルからは何れの方向にも圧
縮空気の噴出が行なわれなくなり、アンテナの状態は、
運動角速度が一定のまま、この制御線を姿勢制御座標の
横軸と平行に横切って、それ迄とは違う区画に出る。

この結果、それ迄とは反対に向いたノズルから圧縮空気
の噴出が行なわれ、アンテナの運動角速度が小さくされ
、アンテナの向きと運動角速度とはこの制御線に沿って
変化し、アンテナの指向方向と静止衛星の方角とのずれ
角度、並びにアンテナの運動角速度が何れも雫に近付く
。

更に、制御線として前記条件を満たす放物線を採用した
場合は、それ迄とは逆方向のノズルから圧縮空気の噴出
を行なった状態のまま、圧縮空気の噴出方向の切り換え
や噴出の起動、停止を頻繁に繰り返さなくても、アンテ
ナの状態は制御線の近傍をトレースしつつ、アンテナの
指向方向と静止衛星の方角とのずれ角度、及びアンテナ
の運動角速度が零の状態に変化する。

（実施例） 次に、図面を参照しつつ本発明を更に詳しく説明する。

第１図は本発明による静止衛星追尾用車載アンテナの制
御方法に利用する姿勢表示座標を、第２図はこの姿勢表
示座標の竪軸を成す角速度ωと横軸を成すずれ角度θと
の概念を、それぞれ示している。

第１図の姿勢表示座標に於いては、静止衛星が第２図に
実線で示す方角に存在する場合に於いて、アンテナ８の
指向方向か同図に破線ａで示す方向にずれた場合に、ア
ンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とのずれ角度が正
である（十〇のずれ角度がある）とし、アンテナ８０指
向方向か同図に破線すで示す方向にずれた場合に、上記
ずれ角度が負である（−θのずれ角度がある）とする。

又、アンテナ８が第２図の矢印Ａで示す様に、正のずれ
角度を大きくする方向に運動している場合に、正の運動
をしている（運動の角速度が＋ωである）とし、アンテ
ナ８が矢印Ｂで示す様に、負のずれ角度を大きくする方
向に運動している場合に、負の運動をしている（運動の
角速度が一ωである）とする。

一方、第１図に示した姿勢表示座標は、アンテナの指向
方向と静止衛星の向ぎとのずれ角度θを横軸に、アンテ
ナの運動の角速度ωを竪軸にし、竪軸と横軸とを、ずれ
角度θと角速度ωとが何れも雫の点で交差させている。

この第１図に示した様な姿勢表示座標に於いて、鎖線で
表わされた制御線αは、 ＲＦ ω２＝□１０１　　　・・・　（１） ■ の条件を満たす放物線であり、 θ≧０の場合は、 ω＝−５１１万×５　　　　・　・　・　（２）で、θ
〈０の場合は、 ω＝ｎ広×罰　　　　　・　・　・　（３）で、それぞ
れ表わされる。

上記（２）（３）式で表わされ、竪軸と横軸との交点Ｏ
で連続して１本の線となる２木の放物線の内、（２）式
で表わされる放物線は、姿勢表示座標の第四象限に存在
し、角速度ωが負に大きく、ずれ角度θが正に大きくな
るに従って、竪軸と横軸との交点Ｏから離れる。

又、（３）式で表わされる放物線は、姿勢表示座標の第
二象限に存在し、角速度ωが正に大きく、ずれ角度θが
負に大きくなるに従って上記交点から離れる。

但し、上記（１）〜（３）の各式に於いて、Ｒはアンテ
ナ支持枠７の回転中心からノズルの噴出日進の距離、Ｆ
はノズルからの空気噴出に伴なう反動力、■はアンテナ
支持枠の慣性能率であって、反動力Ｆと慣性能率Ｉとの
数値は実験的に求められる。

更に、上記（２）（３）両式により表わされる制御線α
の上下には、この制御線と平行な上下側両区画線β、γ
が存在する。

簡単の為、制御線αをω−ｆ（θ）で表わした場合、上
側区画線βはω＝ｆ（θ−Ｘ）で、下側区画線γはω＝
ｆ（θ＋Ｘ）で、それぞれ表わされる。

上側区画線βと下側区画線γとで上下を区切られた帯状
部分（第１図の斜格子部分）は不感帯３３で、アンテナ
８の状態（アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角との
ずれ角度θ、並びにアンテナ８の運動角速度ω）が、こ
の不感帯３３に属する場合、何れのノズルからも圧縮空
気の噴出を行なわせない。

上記姿勢表示座標は、上述の様に制御線αの両側に帯状
に存在する不感帯３３によって、ずれ角度θと角速度ω
とが何れも正に大きい側に広がる第一区画３４と、ずれ
角度θと角速度ωとか何れも負に大きい側に広がる第二
区画３５とに二分割されている。

アンテナ８の状態が竪軸と横軸との交点０から外れた場
合、静止衛星を利用して良好な通信を継続的に行なえる
状態になく、しかもそのまま放置しても回復の見込がな
い為、何れかのノズルから圧縮空気を噴出するが、アン
テナ８の状態が第一区画３４に存在する場合には、横軸
の正の方向（第１図の右方向）に対応する方向に向いた
ノズルから圧縮空気の噴出を行なわせ、アンテナ８の状
態が第二区画３５に存在する場合には、横軸の負の方向
（第１図の左方向）に対応する方向に向いたノズルから
圧縮空気の噴出を行なわせる。

尚、不感帯３３の中心を成す制御線αを、前記（２）（
３）式に表わされる様な放物線とする理由は、次の通り
である。

即ち、第１図に座標（θ２、ωｐ）で表わされる点３６
の状態にあるアンテナ８は、時間の経過と共にずれ角度
並びに角速度を変化させ、を砂径には座標（θ１、ωｔ
）で表わされる点３７の状態に移るが、この点３７の座
標成分θ、ωは、それぞれ次の（４）（５）式で表わさ
れる。

θ、＝θ、−Ｓωｄｔ・・・（４） そして、上記（４）（５）式を解くと、となる。点３６
の状態にあつだアンテナ８が、１、砂径に、姿勢表示座
標の原点（交点）０に達し、ここで安定したとして、そ
の条件（θ＝０゜ω＝０）を上記（６）（７）式に代入
すると、となる。この（８）（９）式からｔ。を消去し
、θ、とω２との関係を求めると、 となる。この（ｌＯ）式は、前記（１）式と実質的に同
じ式であり、この事から、アンテナ８の状態が放物線を
連続させた制御線α上に存在した場合、適当な方向を向
いたノズルから（反動力Ｆを発生させる）適当量の圧縮
空気の噴出を行なわせる事により、アンテナ８がそのま
ま安定な状態（ずれ角度θと運動角速度ωとが何れも零
の状態）に向かう事が解る。

従って、アンテナ８の状態が前記第一区画３４、或は第
二区画３５に存在する場合、何れかのノズルから圧縮空
気を噴出し、アンテナ８の状態を制御線αを中心とする
不感帯３３に近付け、更にこの不感帯３３に沿った状態
で圧縮空気の噴出を行なわせれば、アンテナ８の指向方
向と静止衛星の方角との間のずれ角度を短時間で零にし
、更にその状態で圧縮空気の噴出を停止ずれば、そのま
まずれ角度が零の状態で安定させられる事になる。尚、
（１）（１０）式の条件を満たす放物線は、姿勢表示座
標の第一象限と第三象限とにも存在するが、第一、第三
両象限上の放物線上の点は、原点０から離れる方向に移
動する為、制御線として利用出来ない。

上述の様に構成される本発明の静止衛星追尾用車載アン
テナの制御方法の場合、アンテナ８の指向方向と静止衛
星の方角とのずれ角度θと、運動角速度ωとの状態が、
第１図の姿勢表示座標の第一区画３４に存在する場合に
は、何れかのノズル（第４図参照）から横軸の正の方向
（第１図の右方向）に圧縮空気を噴出し、アンテナ８の
指向方向と静止衛星の方角とのずれ角度θを、横軸の負
の方向（第１図の左方向）に移動させようとする力を惹
起する。

この結果、アンテナ８の状態が不感帯３３を、横軸の正
から負の方向に通過し、通過後はそれ迄とは逆の方向を
向いたノズルから、アンテナの運動角速度の絶対値を小
さくする方向の圧縮空気の噴出が行なわれ、アンテナ８
の状態は、不感帯３３に沿って姿勢表示座標の原点０に
達する。

この原点０の状態（アンテナ８の指向方向と静止衛星の
方角とが一致し、且つアンテナ８が動いていない状態。

）で何れのノズルからも圧縮空気の噴出を行なわせない
様にずれば、アンテナ８はそのままの状態で安定し、良
好な衛星通信を継続的に行なえる。

又、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とのずれ角
度θと、運動角速度ωとの状態が、姿勢表示座標の第二
区画３５に存在する場合には、上記の場合と逆方向に向
いたノズルから横軸の負の方向（第１図の左方向）に圧
縮空気を噴出し、アンテナ８を横軸の正の方向（第１図
の右方向）に移動させようとする力を惹起する。

この場合、ノズルからの圧縮空気の噴出に伴なって、ア
ンテナ８の状態か不感帯３３を、横軸の負から正の方向
に通過し、通過後は適当なノズルから、アンテナの運動
角速度を小さくする方向の圧縮空気の噴出が行なわれる
為、アンテナ８は、不感帯３３に沿って姿勢表示座標の
原点Ｏに達し、この原点Ｏの状態で安定する。

この原点Ｏの状態で何れのノズルからも圧縮空気の噴出
を行なわせない様にずれは、アンテナ８はそのままの状
態て安定し、良好な衛星通信を継続的に行なえる。

次に、具体的なアンテナ８の好ましくない状態から、安
定して良好な通信を行なえる様にする制御に就いて、代
表的な６通りの制御状態に就いて、第３図により説明す
る。尚、この第３図は、前記第１図と実質的に同じ図面
であるが、具体例の説明の明瞭化の為、第１図で説明し
た部分を一部省略している。

（ａ）アンテナ８が第３図のａ点の状態の場合この場合
、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とは正の方向
に（第２図の鎖線ａで示す様に）ずれており、アンテナ
８はこのずれた状態で停止している。

この場合、何れかのノズルから、横軸の正の方向（第２
図の矢印Ａ方向）に圧縮空気を噴出し、その反動として
アンテナ８を横軸の負の方向（第２図の矢印右方向）に
移動させる。

この結果、アンテナ８は運動の角速度ωを増しつつ、ず
れ角度θを小さくする方向に移動し、アンテナ８の状態
を表わす点は、第３図の矢印ａ１に示す様に変化する。

この結果、アンテナ８の状態が不感帯３３内に属する様
になり、この状態でノズルからの圧縮空気の噴出か停止
される。

この状態からアンテナ８の状態は、同図に矢印ａ２で示
す様に、横軸に平行な状態のまま（運動角速度を一定と
したまま）不感帯３３を第３図の右から左に横切り、第
二区画３５に達する。

アンテナ８の状態が第二区画３５に達する事により、横
軸の負の方向（第２図の矢印右方向）への圧縮空気を噴
出が開始され、その反動としてアンテナ８の運動角速度
ωが減少する為、アンテナ８の状態は、第３図の放物線
γの太線部分を、不感ＩＦ５３に沿って姿勢表示座標の
原点Ｏの近傍に達する。

アンテナ８の状態が原点Ｏの近傍に達すると（横軸を横
切ると）、アンテナ８の状態が不感帯３３に入り、何れ
のノズルからも圧縮空気の噴出が行なわれなくなって、
アンテナ８がそのままの状態で停止し、良好な衛星通信
を継続的に行なえる様になる。

外力の影響等によりアンテナ８の状態が、原点０の近傍
に達する以前に、不感帯３３から大きく外れた場合、外
れた方向に応じて適当なノズルから圧縮空気の噴出が行
なわれ、再び不感帯３３の近傍に戻る。

（ｂ）アンテナ８が第３図のｂ点の状態の場合この場合
、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とは負の方向
に（第２図に破線すで示す様に）ずれており、アンテナ
８はこの状態で停止している。

この場合、何れかのノズルから、横軸の負の方向（第２
図の矢印右方向）に圧縮空気を噴出し、その反動として
アンテナ８を横軸の正の方向（第２図の矢印Ａ方向）に
移動させる。

この結果、アンテナ８は運動の角速度ωを増しつつ、ず
れ角度θを小さくする方向に穆動じ、アンテナ８の状態
を表わす点は、第３図の矢印ｂ１に示す様に変化する。

この結果、アンテナ８の状態が不感帯３３内に属する様
になり、ノズルからの圧縮空気の噴出が停止される。

この状態からアンテナ８の状態は、同図に矢印ｂ２で示
す様に、横軸に平行な状態のまま不感帯３３を横切り、
第一区画３４に達する。

アンテナ８の状態が第一区画３４に達する事により、横
軸の正の方向（第２図の矢印Ａ方向）への圧縮空気を噴
出が開始され、その反動としてアンテナ８の運動角速度
ωが減少する為、アンテナ８の状態は、第３図の放物線
βの太線部分を、不感帯３３に沿って姿勢表示座標の原
点０の近傍に達する。

アンテナ８の状態が原点Ｏの近傍に達すると、アンテナ
８の状態が不感帯３３に入り、何れのノズルからも圧縮
空気の噴出が行なわれなくなって、アンテナ８がそのま
まの状態で停止し、良好な衛星通信を継続的に行なえる
様になる。

（Ｃ）アンテナ８が第３図の０点の状態の場合この場合
、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とは正の方向
にずれており、更にアンテナ８は、この状態からずれ角
度が大きくなる方向に移動している。

この場合、何れかのノズルから、横軸の正の方向に圧縮
空気を噴出する。

この結果先ず、ずれ角度θが大きくなる方向のアンテナ
８の運動の角速度ωが、第３図の矢印ｃ１に示す様に徐
々に小さくなる。但し、この際、上記ずれ角度θは少し
ずつ大きくなる。

ノズルからの圧縮空気の噴出は、アンテナ８の運動角速
度ωが写になった後（矢印ｃ１が横軸に達した後）も継
続する為、アンテナ８は横軸の負の方向に移動する様に
なり、この結果、アンテナ８は速度を増しつつ、ずれ角
度θを小さくする方向に移動して、アンテナ８の状態を
表わす点は、第３図の矢印ｃ２に示す様に変化し、アン
テナ８の状態が不感帯３３内に属する様になりで、上記
ノズルからの圧縮空気の噴出が停止される。

この状態からアンテナ８の状態は、同図に矢印ｃ３で示
す様に、横軸に平行な状態のまま不感帯３３を横切り、
第二区画３５に達する。

アンテナ８の状態が第二区画３５に達する事により、横
軸の負の方向への圧縮空気を噴出が開始され、その反動
としてアンテナ８の運動角速度ωが減少する為、アンテ
ナ８の状態は、第３図の放物線γの太線部分を、不感帯
３３に沿って姿勢表示座標の原点Ｏの近傍に達し、この
状態で何れのノズルからも圧縮空気の噴出が行なわれな
くなって、良好な衛星通信を継続的に行なえる様になる
。

（ｄ）アンテナ８が第３図のｄ点の状態の場合この場合
、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とは負の方向
にずれており、更にアンテナ８は、この状態からずれ角
度が大きくなる方向に移動している。

この場合、何れかのノズルから、横軸の負の方向に圧縮
空気を噴出する。

この結果、先ず、ずれ角度θが大きくなる方向のアンテ
ナ８の運動角速度ωが、第３図の矢印ｄ１に示す様に徐
々に小さくなる。但し、この際、上記ずれ角度θは少し
ずつ大きくなる。

ノズルからの圧縮空気の噴出は、アンテナ８の運動角速
度ωが零になった後（矢印ｄ１が横軸に達した後）も継
続する為、アンテナ８は横軸の正の方向に移動する様に
なり、この結果、アンテナ８は運動の角速度ωを増しつ
つ、ずれ角度θを小さくする方向に移動して、アンテナ
８の状態を表わす点は、第３図の矢印ｄ２に示す様に変
化し、アンテナ８の状態が不感帯３３内に属する様にな
って、上記ノズルからの圧縮空気の噴出が停止される。

この状態からアンテナ８の状態は、同図に矢印ｄ３で示
す様に、横軸に平行な状態のまま不感帯３３を横切り、
第一区画３４に達する。

アンテナ８の状態が第一区画３４に達する事により、横
軸の正の方向への圧縮空気を噴出が開始され、その反動
としてアンテナ８の運動角速度ωが減少する為、アンテ
ナ８の状態は、第３図の放物線βの太線部分を、不感帯
３３に沿って姿勢表示座標の原点Ｏの近傍に達し、この
状態で何れのノズルからも圧縮空気の噴出が行なわれな
くなって、良好な衛星通信を継続的に行なえる様になる
。

（ｅ）アンテナ８が第３図のｅ点の状態の場合この場合
、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とは正の方向
にずれており、この状態てアンテナ８は、このずれ角度
θを小さくする方向に移動しているが、運動の角速度ω
が存在する為、そのまま放置しておくと、第３図に矢印
イて示す様に、ずれ角度θが墨の点を通り過ぎて（竪軸
を横切って）アンテナ８が負の方向にずれてしまう。

そこてこの場合、アンテナ８の運動角速度ωを小さくす
る為に、何れかのノズルから、横軸の負の方向に圧縮空
気を噴出し、その反動としてアンテナ８を横軸の正の方
向に移動させようとする力を発生させる。

この結果、アンテナ８の運動角速度ωが減少し、アンテ
ナ８の状態を表わす点は、第３図の矢印ｅ１に示す様に
変化して、運動角速度ωかτとなる。

ノズルからの圧縮空気の噴出は、アンテナ８の運動角速
度ωが７になった後（矢印ｅｌが横軸に達した後）も継
続する為、アンテナ８は横軸の正の方向に移動する様に
なり、この結果、アンテナ８は運動の角速度ωを増しつ
つ、ずれ角度θを小さくする方向に移動して、アンテナ
８の状態を表わす点は、第３図の矢印ｅ２に示す様に変
化し、アンテナ８の状態が不感ｆ３３内に属する様にな
って、上記ノズルからの圧縮空気の噴出が停止される。

この状態からアンテナ８の状態は、同図に矢印ｅ３で示
す様に、横軸に平行な状態のまま不感帯３３を横切り、
第一区画３４に達する。

アンテナ８の状態が第一区画３４に達する事により、横
軸の正の方向への圧縮空気を噴出が開始され、その反動
としてアンテナ８の運動角速度ωか減少する為、アンテ
ナ８の状態は、第３図の放物線βの太線部分を、不感帯
３３に沿って姿勢表示座標の原点Ｏの近傍に達し、この
状態で何れのノズルからも圧縮空気の噴出か行なわれな
くなって、良好な衛星通信を継続的に行なえる様になる
。

（ｆ）アンテナ８が第３図のｆ点の状態の場合この場合
、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とは負の方向
にずれており、この状態でアンテナ８は、ずれ角度θを
小さくする方向に移動しているが、運動角速度ωが存在
する為、そのまま放置しておくと、第３図に矢印口で示
す様に、ずれ角度が零の点を通り過ぎて、アンテナ８が
正の方向にずれてしまう。

そこでこの場合、何れかのノズルから、横軸の正の方向
に圧縮空気を噴出し、その反動としてアンテナ８を横軸
の負の方向に移動させようとする力を発生させる。

この結果、アンテナ８の運動角速度ωか減少し、アンテ
ナ８の状態を表わす点は、第３図の矢印ｆ１に示す様に
変化して、運動角速度ωがτとなる。

ノズルからの圧縮空気の噴出は、アンテナ８の運動角速
度ωが雫になった後（矢印ｆ１か横軸に達した後）も継
続する為、アンテナ８は横軸の負の方向に移動する様に
なり、この結果、アンテナ８は運動の角速度ωを増しつ
つ、ずれ角度θを小さくする方向に移動して、アンテナ
８の状態を表わす点は、第３図の矢印ｆ２に示す様に変
化し、アンテナ８の状態が不感帯３３内に属する様にな
って、上記ノズルからの圧縮空気の噴出か停止される。

この状態からアンテナ８の状態は、同図に矢印ｆ３で示
す様に、横軸に平行な状態のまま不感帯３３を横切り、
第二区画３５に達する。

アンテナ８の状態か第二区画３５に達する事により、横
軸の負の方向への圧縮空気を噴出が開始され、その反動
としてアンテナ８の運動角速度ωが減少する為、アンテ
ナ８の状態は、第３図の放物線γの太線部分を、不感帯
３３に沿って姿勢表示座標の原点０の近傍に達し、この
状態で何れのノズルからも圧縮空気の噴出が行なわれな
くなって、良好な衛星通信を継続的に行なえる様になる
。

尚、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とのずれ角
度θを検出する為の手段としては、第４図に示した、方
位計等を内蔵した検知手段２３による他、特願昭６２−
２８１２０号に開示されている様に、アンテナ８をその
指向方向と僅かにずれた軸を中心として回転させ、この
回転に伴なってアンテナ８が受ける電波の強さの変化に
より、アンテナ８の指向方向と静止衛星の方角とのずれ
角度（この場合正確には、回転軸の方向と静止衛星の方
角とのずれ角度）θを求める様に構成する事も出来る。

更に姿勢制御座標を第一区画３４と第二区画３５とに分
割する制御線αは、放物線以外の線（例えばω＝−ｋ・
θの様な直線）とする事も出来る。但しこの場合、アン
テナ８の状態が一度不感帯３３に達した後も、原点０に
達する前に、不感帯３３から大きく外れ易くなるので、
原点Ｏに達する迄の間、度々ノズルからの圧縮空気の噴
出方向の切り換えを行なう事が必要となる。

Ｃ１発明の効果 本発明の静止衛星追尾用車載アンテナの制御方法は、以
上に述べた通り構成され作用する為、走行中の無線車に
積んだ無線機と静止衛星との電波授受を確実に行なう事
が出来、しかもアンテナの指向方向と静止衛星の方角と
にずれが生じた場合でも、このずれを迅速に解消する事
が出来、災害対策の連絡等、緊急を要する通信の確保に
果たす役割は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によりアンテナを制御する場合に
使用する姿勢表示座標を、第２図はこの姿勢表示座標の
竪軸と横軸との概念を、第３図はこの姿勢表示座標によ
りアンテナを制御する状態を、それぞれ示している。 第４図は先発間のアンテナ装置の機械装置部分を示す略
側面図、第５図はこのアンテナ装置に付設された姿勢制
御装置の動作を示すフローチャート、第６図は垂直支持
軸とアンテナ支持枠とを結合する自在継手の１例を示す
斜視図、第７図は第一のノズル組を示す第４図のＡ部平
面図、第８図は第４図のＡ部を右方から見た図、第９図
は第二〜第三のノズル組を示す第４図のＢ部を右方から
見た図、第１０図はアンテナの姿勢制御装置部分のブロ
ック図である。 １；基台、２・支持筒、３：垂直支持軸、４・ラジアル
軸受、５ニスラスト軸受、６：自在継手、７・アンテナ
支持枠、８：アンテナ、９・支持腕、１０：バランスウ
ェイト、１１．１２・回転中心軸、１３：支持腕、１４
．１５：ノズル、１６：第一のノズル組、１７：第二の
ノズル組、１８　第三のノズル組、１９．２０．２１．
２２：ノズル、２３：検知手段、２４：制御器、２５ニ
スリツプリング等、２６．導線及びチューブ、２７：モ
ータ、２８・歯車、２９・検出板、３０：角変位検出器
、３１：防風板、３３：不感帯、３４：第一区画、３５
：第二区画、３６．３７：点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）捻り方向の回転自在な垂直支持軸の上端部に、自
   在継手を介してアンテナ支持枠の中間部を装着し、この
   アンテナ支持枠の一端にアンテナを固定すると共に、ア
   ンテナ支持枠の他側に、上記アンテナの重量に見合う重
   量を有する構造物を固定する事により、このアンテナ支
   持枠の重心を前記自在継手の中心に一致させ、圧縮空気
   の噴出によって、アンテナ支持枠を垂直支持軸と自在継
   手とを中心として三次元の任意の方向に回転させる、複
   数個のノズルを設けた静止衛星追尾用車載アンテナを制
   御し、各ノズルへの圧縮空気の供給を制御する電磁弁を
   適当なタイミングで開いて何れかのノズルから圧縮空気
   を噴出させ、アンテナ支持枠を適当な方向に回動或は揺
   動させて、アンテナの指向方向と上空の静止衛星の方角
   とを一致させる、静止衛星追尾用車載アンテナの制御方
   法であって、アンテナの指向方向と静止衛星の方角との
   ずれ角度θを横軸に、アンテナの運動の角速度ωを竪軸
   にし、竪軸と横軸とをずれ角度θと角速度ωとが何れも
   零の点で交差させた姿勢表示座標に、角速度ωが正に大
   きく、ずれ角度θが負に大きくなるに従って、又角速度
   ωが負に大きく、ずれ角度θが正に大きくなるに従って
   、上記交点から離れ、姿勢表示座標の第二象限から第四
   象限に連続する制御線により上記姿勢表示座標を、ずれ
   角度θと角速度ωとが何れも正に大きい側に広がる第一
   区画と、ずれ角度θと角速度ωとが何れも負に大きい側
   に広がる第二の区画とに二分割し、アンテナの状態が第
   一区画に存在する場合に、横軸の正の方向に対応する方
   向に向いたノズルから圧縮空気の噴出を行なわせ、アン
   テナの状態が第二区画に存在する場合に、横軸の負の方
   向に対応する方向に向いたノズルから圧縮空気の噴出を
   行なわせ、アンテナの状態が上記制御線の近傍に存在す
   る場合に、何れのノズルからも圧縮空気の噴出を行なわ
   せない、静止衛星追尾用車載アンテナの制御方法。
2. （２）アンテナ支持枠の回転中心からノズルの噴出口迄
   の距離をＲとし、ノズルからの空気噴出に伴なう反動力
   をＦとし、アンテナ支持枠の慣性能率をＩとした場合に
   、姿勢表示座標中の制御線が、ω＾２＝（２ＲＦ）／（
   Ｉ）｜θ｜ を満足する放物線である、請求項１に記載された静止衛
   星追尾用車載アンテナの制御方法。