JPH02250502A - アンテナ装置 - 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】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、対局または電波源に対して相対的に移動する
系内におけるアンテナの姿勢制御に関し、例えば、自動
車等の移動体上で衛星放送受信する場合の受信用アンテ
ナの制御に関する。

【従来技術】

衛星通信が実現してから、固定建造物はもとより、自動
車等の移動体においても衛星からの電波を受信しようと
する動向が見られるが、放送衛星（対局または電波源）
からの微弱な電波を受信するためには高利得のアンテナ
、すなわち、指向性が鋭いアンテナを使用するため、ア
ンテナの姿勢制御が必要になる。 アンテナの姿勢制御は、初期設定時のアンテナ姿勢を維
持するいわゆるパッシブ制御と、電波の到来方向を逐次
検出して放送衛星を追尾するいわゆるアクティブ制御と
に大別される。 前者は、特公昭６１−２８２４４公報に開示された衛星
通信用アンテナ装置に見られるように、フライホイール
の旋動安定性を利用したアンテナ姿勢の維持制御が一般
的であろう、この場合、高い受信安定度を得るためには
、大きなイナーシャを有する大重量のフライホイールが
必要となる。 これに対し、後者は、電波の到来方向の相対的な変化に
応じてアンテナ姿勢を変更するので、受信安定度が電気
的な制御系に求められる。つまり、上記とは逆に、機械
系のイナーシャを小さくしてレスポンスを速くすること
が要求されるので、自動車等の小型の移動体に搭載する
装置にとっては有利である。 また、このアクティブ制御には、１つのアンテナの姿勢
を連続的に変化して電波の到来方向を検出する連続ロー
ビング方式と、複数のアンテナを用いて各アンテナの受
信状態の差違から電波の到来方向を検出する同時ロービ
ング方式があるが、自動車等の小型の移動体上で衛星放
送を受信するのであれば、連続的なアンテナ姿勢の変化
に起因する機械的な振動やフェージング等がない、後者
に優位性があるといえよう。 さらに、この同時ロービング方式は、各アンテナにおい
て受信した信号の振幅成分を利用するものと位相成分を
利用するものに分けられる。前者は、各アンテナの指向
方向をわずかにずらし、各受信信号のレベルの比較によ
り電波の到来方向を検出する方法であるが、各アンテナ
の設置精度やその特性、信号処理回路の電気的特性の影
響を受けやすい、この点、後者は各アンテナの物理的な
関係（配置の間隔）が主たるパラメータとなり。 より安定した制御が得られやすい。 例えば、２つのアンテナにおいて受信した信号の位相成
分を検出する場合を考えてみる。これにおいて、一方の
受信信号と他方の受信信号を乗じ、あるいは一方の受信
信号に９０゛移相した他方の受信信号を乗することによ
り、その直流分に各受信信号間の位相差が余弦関数の値
、あるいは正弦関数の値として得られる。この位相差は
、２つのアンテナに到来する電波の行程差、すなわち、
電波の到来方向とアンテナの指向方向との偏角によりも
たらされるので、これらの値はその偏角を反映している
ことになる。 したがって、各アンテナをアジマス方向に並べて配置し
、アジマス方向に一体で姿勢変更する場合には各受信信
号の位相差からアジマス方向の偏角が検出され、ニレベ
ージ１ン方向に並べて配置し、エレベーション方向に一
体で姿勢変更する場合には各受信信号の位相差からエレ
ベーション方向の偏角が検出される。この場合、１つの
アンテナを共通にすることができるので、電波源の追随
には３つのアンテナがあれば足る。つまり、矩形平面ア
ンテナを用いるのであれば、同形同諸元の３つの矩形平
面アンテナをＬ字形に配置して一体で姿勢制御すれば良
い。 〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、複数の平面アンテナを一体で姿勢制御する場
合、それらを１つの支持部材上に設置すると都合が良い
、この場合、機械的な駆動を伴うので支持部材の形状は
軸対称であることが好ましく、同形の３つの矩形平面ア
ンテナをＬ字形に配置する場合であっても同形の４つの
矩形平面アンテナを稠密に配置してできる矩形の支持部
材が用いられることになる。 一方、アンテナの開口面積と利得とはほぼ比例関係にあ
るので、利得を基準にすれば、同形の４つの矩形平面ア
ンテナを稠密に配置した方が装置の大きさを小型化でき
る。したがって、同形同諸元の４つの矩形平面アンテナ
を稠密に配置し、そのうちの３つのアンテナの受信信号
を用いて電波の到来方向を検出し、それらを一体で姿勢
制御することになる。 しかしながら、アンテナの数が増加すればそれに付随し
た回路等が増加する０例えば、衛星放送を受信する場合
であれば、各アンテナ毎に、ＢＳコンバータやＢＳチュ
ーナ等が必要になり、当然のことながら３つのアンテナ
を用いるときよりも４つのアンテナを用いるときの方が
部品点数が多くなり、装置が複雑化して製造工程や製造
コストの面での問題が発生する。 本発明は１部品点数が少なく簡単な構成で、利得および
信頼性が高いアンテナ装置を提供することを目的とする
。 ｃａｗｉを解決するための手段〕 上記目的を達成するため１本発明のアンテナ装置におい
ては。 任意の矩形Ａを、その矩形Ａ内の点ａを通る第１の直線
で２つの矩形ＢおよびＣに分割し、さらに、矩形Ｃを該
点ａを通る第２の直線で２つの矩形りおよびＥに分割し
て、矩形Ａ、Ｂ、ＤおよびＥを定義するとき、 矩形Ｂ、Ｄ、Ｈにそれぞれ等しい形状を有する第１．第
２．第３平面アンテナ； これらの第１．第２および第３平面アンテナを、矩形へ
を復元する配置で保持し、かつ、各平面アンテナの放射
ビームを互いに平行に維持する。姿勢変更自在の支持手
段； 支持手段を駆動する駆動手段； 第１平面アンテナで受信した第１受信信号と、第２平面
アンテナで受信した第２受信信号または第３平面アンテ
ナで受信した第３受信信号、との位相差を示す第１位相
差信号を生成する第１位相差信号生成手段； 第２受信信号と第３受信信号との位相差を示す第２位相
差信号を生成する第２位相差信号生成手段；および。 第１位相差信号および第２位相差信号に基づいて駆動手
段を付勢制御する付勢制御手段；を備える。 【作用〕 これによれば、第１．第２および第３平面アンテナを矩
形Ａを復元する態様に配置しているので。 部品点数を増加させることなく、該矩形Ａを４等分した
小矩形に等しい４つの平面アンテナを稠密に配置した場
合と実質的に等しい利得が得られる。 この場合、厳密にいうと、第１平面アンテナと第２また
は第３平面アンテナの並びが、第２平面アンテナと第３
平面アンテナの並びに対して垂直にならないので直交２
軸で姿勢制御する場合には一方の軸方向の偏角（電波の
到来方向に対するアンテナ指向方向のずれ）が他方に影
響することがある。しかし、第２平面アンテナで受信し
た第２受信信号と前記第３平面アンテナで受信した第３
受信信号とを合成し、該合成信号と第１平面アンテナで
受信した第１受信信号との位相差から第１位相差信号を
生成すれば、この影響を振幅成分として処理することが
できる。 つまり、第１位相差信号を、第１関数に対応する信号お
よびそれと直交する第２関数に対応する信号として生成
すると、上記の振幅成分が各信号に等しく含まれるので
、その比を求めて該振幅成分を除去する。この比は、第
１平面アンテナとの並びが、第２平面アンテナと第３平
面アンテナとの並びに直交する仮想アンテナ、の受信信
号と第１平面アンテナの位相差を反映するので、直交２
軸による姿勢制御が可能になる。なお、このような振幅
成分の除去方法はフェージング等の外乱の除去する手段
としても有効である。 また、前述したように、各アンテナの受信信号間の位相
差は到来電波の行程差から生じるので、偏角より遥に短
い交番周期で変動する。したがって、位相差信号の零点
のみに頼って姿勢制御を行なうとボインテインクエラー
を生ずる虞れがあるが、第１関数に対応する信号および
それと直交する第２関数に対応する信号として生成した
位相差信号の符号を監視し、位相差の回転を検出するこ
とによりこれを防止することができる。 本発明の他の目的および特徴は、以下の図面を参照した
実施例説明より明らかになろう。 〔実施例〕 第１ａ図、第２ａ図および第２ｂ図は、本発明を適用し
た衛星放送受信用アンテナ装置の電気的。 機械的な構成を示す、このアンテナ装置は、自動車等の
移動体上に搭載され、該移動体の移動により生じる対局
（放送衛星）との相対的な位置変化をアンテナの姿勢制
御によりに補正して連続的な衛星放送の受信を確保する
。 まず、第２ａ図および第２ｂ図を参照して機械系の構成
について説明しよう。 このアンテナ装置は、電波の到来方向（放送衛星の存在
する方向）を検出し、かつ、衛星放送を受信するための
３枚の平面アンテナ１１，１２および１３を備えている
。平面アンテナ１１と１２は同形であり、平面アンテナ
１３は平面アンテナ１１と１２を接合した形状に等しい
、これらの平面アンテナは、アンテナブラケット１５に
より同一平面内に支持されて（各平板アンテナの主ビー
ムは三角柱の稜を構成する）矩形のアンテナユニット１
を構成している。 アンテナブラケット１５は、軸１５１により回転台１６
に回転自在に支持されており、アンテナユニットｌのエ
レベーション回動面内（自動車のルーフ等に固着される
ベース１７に垂直な面内）の指向（＝各平板アンテナの
主ビームの指向）の自由度を確保している。このアンテ
ナブラケット１５の軸１５１には、エレペーショモータ
Ｍｅの出力が与えられ、該モータの正転付勢はアンテナ
ユニット１の指向方向の上向き更新（仰角を増加）を、
逆転付勢はその下向き更新（仰角を減少）をそれぞれも
たらす。この更新速度は０〜１１００ｄｅ／ｓの範囲で
連続的に可変であるが、その回動範囲は６０°（ベース
１７から上向きに５°〜６５＠の範囲）に制限され−て
いる（この範囲はリミットスイッチＬｕおよびＬｉ２に
より検出される）。 回転台１６は、複数組のアンギュラベアリングを介して
ベース１７に固着された中空のベースブロックエフｌに
回転自在に結合されており、アンテナユニット１のアジ
マス回動面内（ベース１７に平行な面内）の指向の自由
度を確保している。このベースブロック１７１には、サ
ンギア１７２が一体成形されており、そこには回転台１
６に枢着されたプラネタリギア（図示せず）が噛合って
いる。このプラネタリギアには、アジマスモータＭａの
出力が与えられ、該モータの正転付勢はアンテナユニッ
ト１の指向方向をＣＷ力方向更新し、逆転付勢はそれを
ＣＣＷ方向に更新する（ＣＷ、ＣＣＶ方向は第２ａ図に
示した状態で定義した方向）。この更新速度は、０〜１
１００ｄｅ／ｓの範囲で連続的に可変であり１回動範囲
の制限はない。 次に、各平面アンテナの受信号の処理および各モータの
制御を行なう電気系の構成について説明しよう、第１ａ
ｇを併せて参照されたい。 ここに示されるように、電気系は、アンテナユニット１
．共通信号処理回路２．受信信号処理回路３．誤差信号
処理回路４．制御回路５．テレビジョンセット６、電源
回路７．および、モータＭａ、Ｍｅ、モータドライバＤ
ＲＶａ　、　ＤＲＶｅならびにジャイロＧａ、Ｇｅ等で
なる。 アンテナユニット１は、前述したように３枚の平面アン
テナ１１，１２および１３で構成されており、それぞれ
において受信した信号（受信信号）は、共通信号処理回
路２に与えられる。 共通信号処理回路２は、遅延線路２１１，２１２゜ＢＳ
コンバータ２２１〜２２３．第１局部発振器（＃ＩＬＯ
）２３、中間周波増幅器２４１〜２４３およびスプリッ
タ２５１〜２５２等を備えている。 遅延線路２１１および２１２は、各平面アンテナの受信
信号の伝送間の位相ずれを互いに等しくなるように調整
する。 各ＢＳコンバータは、第１局部発振器２２より与えられ
る共通の第１局部発振器号（固定周波数）を用いて、対
応する（符号の下１桁が一致する：以下間じ）平面アン
テナから与えられた約１２ＧＨｚの高周波信号を約１　
、３ＧＨｚの第１中間周波信号に変換し、各中間周波増
幅器は対応するＢＳコンバータの出力信号を増幅して基
準状態（アンテナユニット１の指向方向が電波の到来方
向に一致しており。 かつ外乱がない状態）における各信号のレベルを等しく
調整する。 各スプリッタは、対応する中間周波増幅器の出力を２分
割し、一方を受信信号処理回路３に、他方を誤差信号処
理回路４に与える。 受信信号処理回路３は、２つのコンバイナ３１゜３２、
遅延線路３３および増幅Ｍ！３４等を備えてなる。 コンバイナ３１は、スプリッタ２５１から与えられた信
号（平面アンテナ１１の受信信号に対応）とスプリッタ
２５２から与えられた信号（平面アンテナ１２の受信信
号に対応）とを合成し、コンバイナ３２は、この合成信
号とスプリッタ２５３から与えられた信号（平面アンテ
ナ１３の受信信号に対応する）とを合成する。なお、遅
延線路３３は、コンバイナ３１による位相遅れ分を調整
する。 増幅器３４は、コンバイナ３２による合成信号を増幅し
１回転結合トランス８を介してテレビジョンセット６に
与える。 テレビジョンセット６は、ＢＳチューナを備えており、
受信信号処理回路３より与えられた信号を復調して映像
および音声を出力する。 一方、スプリッタ２５１，２５２および２５３により分
割された他方の信号が与えられる誤差信号処理回路４は
、３つの同諸元のＢＳチューナ４１１〜４１３．第２局
部発振器（＃　２ＬＯ）４２および誤差信号検出回路４
３等を備えてなる。各ＢＳチューナには、第２局部発振
器４２より共通の第２局部発振器号（固定周波数）が与
えられており、それぞれにおいて、対応するスプリッタ
から与えられた対応するＢＳコンバータの出力信号を約
４０３ＭＩＩｚの第２中間周波信号に変換している。 誤差信号検出回路４３は、これらのＢＳチューナの出力
信号を用いて、アジマス回動面に投影したアンテナユニ
ット１の指向方向と電波の到来方向（放送衛星が存在す
る方向）との偏角を示すアジマス誤差信号、および、エ
レベーション回動面に投影したアンテナユニット１の指
向方向と電波の到来方向との偏角を示すエレベーション
誤差信号を生成する。 第１ｂ図は、この誤差信号検出回路４３の詳細を示した
ものであるが、この回路の理解に各誤差信号の検出原理
についての説明が有意義と考え、以下の説明を補足する
。 アンテナブラケット１５上に配された各平面アンテナの
間隔は、放送衛星から地表面までの距離に比べれば問題
外に小さいが、受信する電波の波長に比べれば決して小
さくはない、つまり、各平面アンテナで受信する電波の
信号強度は概略等しくなるが、その位相は必ずしも等し
くはない。 ここで第３ａ図を参照されたい、この図は、平面アンテ
ナ１１および１２に代える。平面アンテナ１３と同諸元
のアンテナを仮想し、その仮想アンテナと平面アンテナ
１３についてアジマス回動面内での動きに関して軸Ｐａ
ｚ回りに回転する間隔Ｌａで配置されたアンテナＡｎｔ
ａおよびＡｎｔｂによりシンボライズしたものであり、
破線は各アンテナの指向方向を、１点鎖線は放送衛星か
ら到来する電波（放送衛星から地表面までの距離に比べ
て間隔Ｌａが問題外に小さいので実質的に平行波と見做
せる）を、２点鎖線はその電波面を示している。 いま、アジマス偏角がｅ（電波の到来方向を基準として
ＣＣＷ方向を正とする）であったとする。 この場合、アンテナＡｎｔｂに到達する電波はアンテナ
Ａｎｔａに到達する電波よりＱａだけ余分な行程を進む
ために位相が遅れる。つまり、アンテナＡｎｔａの受信
信号をｓｉｎω七と表わせば、アンテナＡｎｔｂの受信
信号は、 ｓｉｎω（ｔ−Ωａ／ｃ） ＝ａｉｎ（ａ＞ｔ−２ｔｃ　・Ｌａ−５ｉｎθ／λ）　
　　・−・・（１）と表わされる。 ただし、ωは電波の角速度、Ｃは伝搬速度、λは波長で
ある。 ここで、アンテナＡｎｔｂの受信信号の遅れ位相２ｘ　
−Ｌａ−５ｉｎθ／λを０と置き、アンテナＡｎｔａの
受信信号と、アンテナＡｎｔｂの受信信号とを乗すると
、 ａｉｎｕｔＩａｉｎ（ｗし一〇） ＝　（ｃｏｓθ−ｃｏｓ（２ωを一θ））／２　　・・
・・・（２）なる信号が得られ、また、アンテナＡｎｔ
ａの受信信号と、＋９０６移相したアンテナＡｎｔｂの
受信信号とを乗すると、 ｓｉｎ　（１）　ｔ・ｃｏａ（（１１を−θ）＝　（ｓ
ｉｎｏ十５ｉｎ（２ω七−〇））／２　　・・・・・（
３）なる信号が得られる。したがって、これらの信号の
直流分を抽出することにより、アジマス偏角θに起因し
て、アンテナＡｎｔｂの受信信号に生じたアンテナＡｎ
ｔａの受信信号に対する遅れ位相θ（負のときは進み位
相）を正弦関数で表わした正弦アジマス誤差信号ｇｉｎ
θ、および余弦関数で表わした余弦アジマス誤差信号ｃ
ｏｇθが求まり（両者を区別しないときには単にアジマ
ス誤差信号という）、アジマス偏角ｅを知ることができ
る。 このアジマス偏角ｅと全く同様に、エレベーション偏角
Φ（電波の到来方向を基準として下向き方向を正とする
）についても知ることができる。 第３ｂ図を参照されたい、この図は、エレベーション回
動面への投影において離隔されている１組の平面アンテ
ナ、すなわち、平面アンテナ１１と１２を、軸Ｐａ１回
りに回転する間隔Ｌｅで配置されたアンテナＡｎｔｃお
よびＡｎｔｄによりシンボライズしたものである。これ
において、上記の仮想アンテナの受信信号をｓｉｎωｔ
と表わせば、アンテナＡｎｔｃの受信信号の位相はそれ
より−π・ＬａａｓｉｎΦ／λだけ進み、アンテナＡｎ
ｔｄの受信信号の位相はそれより−π・Ｌ　ｅ−ｓｉｎ
Φ／λだけ遅れる。 そこで、−π・Ｌｅ−８ｉｎΦ／λをφ／２と置き、上
記に倣って、アンテナＡｎｔｃの受信信号にアンテナＡ
ｎｔｄの受信信号をそのまま、あるいは＋９０’移相し
て乗ずれば、 ｓｉｎ　（ωｔ＋φ／２）・ｓｉｎ　（ωを一φ／２）
＝　（ｃｏｓφ−ｃｏｓ２ωｔ）／２　　　　　　　・
・φ・・（４）ｓｉｎ（ωｔ＋φ／２）・ｃｏｓ（ωｔ
−φ／２）＝　（ｓｉｎφ十５ｉｎ２ωｔ）／　２　　
　　　　　”（５）なる信号を得る。したがって、これ
らの信号から直流分を抽出することにより、エレベーシ
ョン偏角Φに起因してアンテナＡｎｔｄの受信信号に生
じたアンテナＡｎｔｃの受信信号に対する遅れ位相φ（
負のときは進み位相）を正弦関数で現わした正弦エレベ
ーション誤差信号ｓｉｎφ、および余弦関数で現わした
余弦エレベーション誤差信号ｅｏｊφが求まり（両者を
区別しないときには単にエレベーション誤差信号という
）、エレベーション偏角Φを知ることができる。 ただし、上記のように、各アンテナの位相差θおよびφ
が幾何学的に連続な関数、すなわち、：）ｃ・Ｌａ−５
ｉｎｅ／λおよび２π・Ｌｅ−ｓｉｎΦ／λとして検出
し得るアンテナの角度範囲は、用いるアンテナの指向特
性のうちメインローブ内に限られることに注意されたい
（第４ａ図参照）。 さて、第１ｂ図を参照すると、誤差信号検出回路４３は
、アッテネータ４３１１〜４３１３．スプリッタ４３２
１　、４３２２　、コンバイナ４３３．遅延線路４３４
．アジマス誤差信号検出部４３５１およびニレベージｊ
ン誤差信号検出部４３５２が備えられている。 各ＢＳチューナの出力信号は、端子ａ、ｂ、ｃを介して
対応するアッテネータに与えられてレベル調整される。 スプリッタ４３２１はアッテネータ４３１１の出力を、
スプリッタ４３２２はアッテネータ４３１２の出力を、
それぞれコンバイナ４３３とエレベーション誤差信号検
出部４３５２に分配する。コンバイナ４３３はスプリッ
タ４３２２から分配された各信号を合成し、アジマス誤
差信号検出部４３５１に与える。この合成信号は。 端子ａ、ｂに与えられる信号をそれぞれ上記に倣ってｓ
ｉｎ　（（１１を−φ／２）　、５ｉｎ（ωｔ、＋φ／
２）とすれば、ａｉｎω七・Ｃｏｇφ／２となり、ｃｏ
ｇφ／２なる振幅成分を含むが、この振幅成分の処理に
ついては後述するのでここでは無視されたい。 また、遅延線路４３４は、アッテネータ４３１３の出力
信号に対してスプリッタ４３２１または４３２２および
コンバイナ４３３による信号の遅延分に等しい遅延を施
してアジマス誤差信号検出部４３５１に与える。 アジマス誤差信号検出部４３５１は、スプリッタ４３５
１１、　＋９０”スプリッタ４３５１２．　ミキサ４３
５１３゜４３５１４およびローパスフィルタ　（Ｌ　Ｐ
　Ｆ　）　４３５１５゜４３５１６でなる。 スプリッタ４３５１１は、コンバイナ４３３より与えら
れた信号を２分してミキサ４３５１３と４３５１４に分
配し、＋９０°スプリツタ４３５１２は、遅延線路４３
４を介して与えられたアッテネータ４３１３の出力信号
を２分し、一方を＋９０”位相シフトしてミキサ４３５
１３に、他方をそのままミキサ４３５１４に与える。 ミキサ４３５１３では各入力を乗じて前述の第（３）式
の演算に相当する処理を行ない、ミキサ４３５１４では
各入力を乗じて前述の第（２）式の演算に相当する処理
を行なう、したがって、Ｌ　Ｐ　Ｆ４３５１５によリミ
キサ４３５１３の出力信号の交流分を除去したときに正
弦アジマス誤差信号ｓｉｎθが得られ、ＬＰＦ　４３５
１６によりミキサ４３５１４の出力信号の交流分を除去
したときに余弦アジマス誤差信号ｃｏｓ　Ｏが得られる
。 エレベーション誤差信号検出部４３５２は、アジマス誤
差信号検出部４３５１と全く同構成であり、スプリッタ
４３２１および４３２２から与えられた信号を用いて前
述の第（４）式および第（５）式の演算に相当する処理
を行ない、処理後の信号の交流成分を除去して正弦エレ
ベーション誤差信号ｓｉｎφおよび余弦エレベーション
誤差信号Ｃｏｇφを生成している。 これらの誤差信号検出回路４３において生成されたアジ
マス誤差信号およびエレベーション誤差信号は、制御回
路５に与えられる。制御回路５は、各誤差信号に基づい
てアンテナユニットｌの指向方向の修正量を示すアジマ
スオフセットデータ（Ｄａ）およびエレベーションオフ
セットデータ（Ｄｅ）を求め、前者をアジマスモータド
ライバＤＲＶａに後者をエレベーションモータドライバ
ＤＲＶｅにそれぞれ転送する。 ところで、これまでの説明においては、簡単化のために
到来電波の振幅成分を考慮していないので、アジマス偏
角θを知るためには一方のアジマス誤差信号の検出で足
り、エレベーション偏角Φを知るためには一方のエレベ
ーション誤差信号の検出で足りるとの誤解があるかもし
れない。 たしかに、放送衛星から受信点までの距離変化がもたら
す信号強度の変化は無視できるが、電波の到来方向に対
するアンテナ指向方向のずれによるアンテナゲインの低
下や、受信環境の変化等がもたらす信号強度の変化は無
視できるものではなく、アジマス誤差信号およびエレベ
ーション誤差信号の大きさに強く影響する。つまり、こ
のことは、各誤差信号が各偏角以外の要素によって変動
し、その情報的価値が低いことを意味する。また。 前述したように、アジマス誤差信号は、ニレベージ１ン
偏角に起因する振幅成分も含んでいる。 しかしながら、これらの振幅成分は、同時に抽出される
正弦アジマス誤差信号ｓｉｎ　ｅおよび余弦エレベーシ
ョン誤差信号ｃｏｇｏにおいて、あるいは、同時に抽出
される正弦エレベーション誤差信号ｓｉｎφおよび余弦
エレベーション誤差信号Ｃｏｇφにおいては等しく作用
している。そこで、本実施例においては対となる信号の
値の比を求めて振幅成分を除去している（以下、この意
味において正弦アジマス誤差信号ｇｉｎθの値と余弦ア
ジマス誤差信号ｃｏｓ　Ｏの値の比をアジマス絶対誤差
ｔａｎθと呼び、正弦エレベーション誤差信号ｓｉｎθ
の値と余弦エレベーション誤差信号ｃｏｓ　Ｏの値の比
をエレベーション絶対誤差ｔａｎφと呼ぶ）。 例えば、第４ａ図にアジマス位相角θ（前述した合成信
号に対する平面アンテナ１３の受信信号の遅れ位相０）
と正弦アジマス誤差信号ｓｉｎθおよび余弦アジマス誤
差信号ｃｏｇ　６との関係を示すグラフを、第４ｂ図に
両誤差信号の２乗平均を求めて振幅成分を抽出し、位相
角θとの関係を示すグラフ（アジマス回動面内における
指向特性曲線となる）をそれぞれ示した。これらのグラ
フを参照してわかるように、振幅成分は位相角０により
大きく変動しているが、その変動は位相角θを等しくす
る各アジマス誤差信号に等しく作用しているので、これ
らのとの比、すなわち、アジマス絶対誤差ｔａｎ　Ｏの
振幅成分は“１”となり、第４ｃ図に示したような不偏
的な正接曲線が得られる。 つまり、この絶対アジマス誤差ｔａｎ　Ｏよりアジマス
位相角θが正しく与えられるのであるが、ここで注意し
なければならないことは、前述したように、この位相角
θは、平面アンテナ１１の受信信号と平面アンテナ１２
の受信信号との合成信号と。 平面アナテナ１３の受信信号の位相差、すなわち、（２
π・Ｌａ−５ｉｎθ／λ）　を示すものであり、実際の
アジマス偏角ｅとは第４ｂ図下端に示した関係にあると
いうことである。より具体的な理解のために、第５ａ図
に、正弦アジマス誤差信号ｓｉｎθおよび余弦アジマス
誤差信号ｃｏｇ　Ｏを用いて。 （ｘ、ｙ）　＝　（ｓｉｎθ、　ｊ　ｃｏｓθ）なる座
標により示したアジマス誤差信号のりサージュ図を示し
たが、これに示されるように、基準、すなわち、位相の
回転を明らかにしない限り、１組のアジマス誤差信号ｃ
ｏｓθおよびｓｉｎθから１つの位相角θを特定するこ
とはできない、これは、エレベーション位相角φ（エレ
ベーション偏角Φに起因して平面アンテナ１２の受信信
号に生じた平面アンテナ１１の受信信号に対する遅れ位
相）についても同じである。 一方、アンテナユニット１の指向方向が電波の到来方向
に一致しているときには、受信レベルが最大になる。そ
こで本実施例においては、１組のアジマス誤差信号ｃｏ
ｓ　ｅ　、　ｓｉｎ　Ｏが最大の振幅成分を与えるとき
アジマス方向の位相の回転の基準を設定し、１組のエレ
ベーション誤差信号ｃｏｓφ。 ｓｉｎφが最大の振幅成分を与えるときエレベーション
方向の位相の回転の基準を設定し、各位相角を特定して
いる。また、このようにして求めた各位相角を、第４ｄ
図に示すように（１０００・・・・０）２を基準（位相
角０°）とし、１つの象限を２′分割するｎ＋８ビツト
の数値データで表わし、ＣＷ力方向回転を正としてそれ
を増減している（ｎは任意の自然数である）、シたがっ
て、この数値データは、第５ｂ図に示すように、ＬＳＢ
〜第ｎビットで象限内の位相角（角度データ）を、第ｎ
＋１．ｎ＋２ビットで象限（象限データ）を、第ｎ＋３
〜ｎ＋７ビツトで位相の回転数（回転データ）を、第ｎ
＋８ビツトで位相の回転方向（極性データ）を、それぞ
れ示すものとなる。 つまり、前述した制御回路５において求めているアジマ
スオフセットデータＤ８は、アジマス誤差信号に基づい
て求めた上記のｎ＋８ビツトの数値データであり、エレ
ベーションオフセットデータＤｅは、エレベーション誤
差信号に基づいて求めた上記のｎ＋８ビツトの数値デー
タである。したがって、これらのデータが与えられるモ
ータドライバＤＲＶａおよびＤＲＶｅでは、（１０００
・・・・０）２を基準にする各オフセットデータの偏差
に比例した速度でアジマスモータＭａあるいはエレベー
ションモータＭｅを正逆転付勢する。 ところで、すでに説明した内容から明らかであろうが、
トンネル等の通過等により、アンテナユニット１が遮蔽
されて充分な受信信号が得られないときには各誤差信号
に基づいて各オフセットデータを求めることは叶わず、
誤動作を惹起しかねない、そのような場合に備えて１本
実施例装置は、回転台１６上にアジマスジャイロＧａを
、アンテナブラケット１５の背面にエレベーションジャ
イロＧｅを備えており、各ジャイロが検出する偏角信号
（リセット後のジャイロの相対的偏角に対応する電気信
号）に基づいて各オフセットデータを作成し、受信状態
が回復したときの受信再開の迅速化を図っている。 以下、制御回路５のより詳細な動作について。 第６ａ図〜第６Ｃ図に示したフローチャートを参照して
説明する。 テレビジョンセット６に備わる電源スィッチ６１が投入
され、電源回路７から各部に必要な電力が供給されると
、制御回路５は内部レジスタや入出力ボート等を初期化
する（ステップ１）、この後、各部のウオームアツプ等
に要する時間を待機してから（ステップ２）、エレベー
ションモータドライ／（ＤＲＶｅに適当なエレベーショ
ンオフセットデータＤａを与えてリミットスイッチＬΩ
（ＬＬセンサ）がエレベーション回動の下限を検出する
までエレベーションモータＭｅの逆転付勢を指示する（
ステップ３．４）、これが終了すると、タイマＴをクリ
ア＆スタート（ステップ５）して電波の到来方向の探索
を開始する。 この探索は、受信信号強度に対応する正弦アジマス誤差
信号ｇｉｎ　Ｏおよび余弦アジマス誤差信号ｃｏｓθの
自乗平均より求まる振幅データを根拠として行なう、つ
まり、誤差倍量処理回路４から与えられる正弦アジマス
誤差信号ｓｉｎθおよび余弦アジマス誤差信号ｃｏｗ　
Ｏを読み取って（ステップ６）その自乗平均（アジマス
振幅データＲａｎ）を求め（ステップ７）、その値と閾
値ＴＨａｓとを比較する（ステップ８：第４ｂ図参照）
、このとき、アジマス振幅データＲａｎが閾値ＴＨａｓ
以下であれば、アジマスモータドライバＤＲＶａに適当
なアジマスオフセットデータＤａを与えてアジマスモー
タＭａの正転付勢を指示しくステップ１０）、アジマス
回動面内の指向方向を更新する（ステップ１１：更新完
了待ち）。 このように、アジマス回動面内の指向方向を逐次更新し
ながらアジマス振幅データＲａｎと閾値ＴＨａｓとの比
較を繰り返すと、約Ｔｒ時間でアンテナユニット１はア
ジマス回動面内を一周する。 そこで、タイマＴの値がＴｒ時間を超えたときには（ス
テップ９）、リミットスイッチＬ　ｕ　（Ｕ　Ｌセンサ
）がエレベーション回動の上限を検出していないことを
条件に（ステップ１２）エレベーションモータドライバ
ＤＲＶａに適当なエレベーションオフセットデータＤｅ
を与えてエレベーションモータＭｅの正転付勢を指示し
くステップ１３）、エレベーション回動面内の指向方向
を更新してから（ステップ１４：更新完了待ち）、再度
ステップ５以下を繰り返す、つまり、これにおいては、
螺線状に指向方向を更新するヘリカルスキャニングを行
なっている。 リミットスイッチＬｕ（ＵＬセンサ）によりエレベーシ
ョン回動の上限が検出されるまでの間にアジマス振幅デ
ータＲａｎが閾値ＴＨａｇを超えなければ、相当時間を
待機（ステップ１５）シた後、再び上記のヘリカルスキ
ャニングを開始するが、それが閾値ＴＨａｓを超えたと
きにはヘリカルスキャニング中止（ステップ８）してピ
ーク検出を開始する。 このピーク検出も振幅データを根拠として行なうが上記
の探索に比べてより細かい制御となっている。以下、説
明を続ける。 まず、アジマストグルカウンタＴｅａおよびエレベーシ
ョントグルカウンタＴＣｅをクリアし、アジマス過去振
幅データＲａｐおよびエレベーショ２０）、アジマスモ
ータドライバＤ　ＲＶ　ａに適当なアジマスオフセット
データＤａを与えてアジマスモ−タＭａの正転付勢を指
示しくステップ２１）、それまでのアジマス振幅データ
Ｒａｎをアジマス過去振幅データＲａｐとして退避する
（ステップ２２）。 これによりアジマス回動面内の指向方向が微小更新され
るまで待ち（ステップ２３）、更新後の正弦アジマス誤
差信号ｓｉｎθおよび余弦アジマス誤差信号ｃｏｓθを
読み取って（ステップ２４）そのときのアジマス振幅デ
ータＲａｎを求め（ステップ２６）、更新前のアジマス
振幅データ、すなわち、アジマス過去振幅データＲａｐ
と比較する（ステップ２７）。 このとき、アンテナ１の指向方向が電波の到来方向に近
付いたのであれば、アジマス振幅データＲａｎがアジマ
ス過去振幅データＲａｐより大きくなり、逆に、離れた
のであればアジマス振幅データＲａｎがアジマス過去振
幅データＲａｐより小さくなる（第４ｂ図参照）、前者
の場合にはそのままの更新方向で指向方向の微小更新お
よびアジマス振幅データの増減の検討を繰り返せば良い
が、後者の場合には更新方向の逆転が必要となる。この
更新方向の判定にトグルカウンタＴｅａのＬＳＢを用い
ている。つまり、アジマス過去振幅データＲａｐがアジ
マス振幅データＲａｎより大きくなるとトグルカウンタ
ＴＣａを１インクリメントしくステップ２８）、　　ト
グルカウンタＴＣａのＬＳＢが“０”のときには正方向
の、′１”のときには逆方向の指向方向の微小更新を行
なう（ステップ２９．３００ｒ　２９，２１）＠このよ
うに、アジマス過去振幅データＲａｐがアジマス振幅デ
ータＲａｎより大きくなる毎にトグルカウンタＴｅａを
１インクリメントしているので、トグルカウンタＴｅａ
の値が３以上であればアジマス回動面内で電波の到来方
向を少なくとも２回通過していることになり、アジマス
回動面に関しては電波の到来方向とアンテナ１の指向方
向がほぼ一致した状態にある。そこで、アジマス回動面
に関するピーク検出についてはこれで終了し、同様にし
てエレベーション回動面に関するピーク検出を行なう、
このエレベーション回動面に関するピーク検出について
はアジマスとエレベーションの読換え以外は上記と全く
同じ説明となるため省略する。 アジマスおよびエレベーション回動面に関するピーク検
出を終了すると、アンテナ１の指向方向が電波の到来方
向にほぼ一致するので、アジマスジャイロＧａおよびエ
レベーションジャイロＧｅをリセットしくステップ４１
）、アジマス位相角およびエレベーション位相角の象限
を判定する（ステップ４２〜４５）、ここでは、正弦ア
ジマス誤差信号ａｉｎ　Ｏの符号と、余弦アジマス誤差
信号ｃｏｇｏの符号が、 （＋、＋）であれば第１象限を示す（１０００００００
）　２を、（−、＋）であれば第２象限を示す（０１１
１１１１１）２を。 （−一）であれば第３象限を示す（０１１１１１１０）
　２を。 （＋、−）であれば第４象限を示す（１００００００１
）２をＡａレジスタに格納し、正弦エレベーション誤差
信号ｓｉｎφの符号と、余弦エレベーション誤差信号ｃ
ｏｓφの符号が、 （＋、＋）であれば第１象限を示す（１０００００００
）２を。 （−、＋）であれば第２象限を示す（０１１１１１１１
）２を、（−一）であれば第３象限を示す（０１１１１
１１０）２を、（＋、−）であれば第４象限を示す（１
００００００１）２をＡｅレジスタに格納する。 次に、正弦アジマス誤差信号ｓｉｎθと余弦アジマス誤
差信号ｃｏａθとの比、すなわち絶対アジマス誤差ｔａ
ｎθの値に対応するアジマス位相角を示す角度データ（
９０°を２６分割した値）、および正弦ニレベージ目ン
誤差信号ｓｉｎφと余弦エレベーション誤差信号ｃｏｓ
φとの比、すなわち絶対エレベーション誤差ｔａｎφの
値に対応するエレベーション位相角を示す角度データ（
９０゛　を２″分割した値）をＲＯＭテーブルから読み
取り、それぞれＢａレジスタあるいはＢｅレジスタに格
納する（ステップ５０）。 さらに、Ａａレジスタの値をアジマスオフセットデータ
ＤａのＭＳＢ〜第ｎ＋１ビット（Ｄａ（ｎ＋８）〜Ｄａ
（ｎ＋１））に、Ｂａレジスタの値を第ｎピットルＬ　
Ｓ　Ｂ　（Ｄａ（ｎ）〜Ｄａ（０））に、Ａｅレジスタ
の値をエレベーションオフセットデータＤｅのＭＳＢ〜
第ｎ＋１ビット（Ｄｅ（ｎ＋８）　〜Ｄｅ（ｎ＋１））
に。 Ｂｅレジスタの値を第ｎビット〜ＬＳＢ　（Ｄｅ（ｎ）
〜Ｄｏ（０））に、それぞれ格納すると（ステップ５１
）、アジマスオフセットデータＤａをアジマスモータド
ライバＤＲＶａに与えてアジマスモータＭａの付勢を指
示し、エレベーションオフセットデータＤｏをエレベー
ションモータドライバＤＲＶｅに与えてエレベーション
モータＭｅの付勢を指示する（ステップ５２）。 これによりアンテナユニット１が駆動されるので、姿勢
変化後の正弦アジマス誤差信号ｓｉｎθおよび余弦アジ
マス誤差信号ｓｉｎ　Ｏならびに正弦エレベーション誤
差信号ｓｉｎφおよび余弦エレベーション誤差信号ｃｏ
ｓφを読み取って（ステップ５３）。 そのときのアジマス振幅データＲａｎおよびエレベーシ
ョン振幅データＲａｎを求める（ステップ５４）。 このとき、アジマス振幅データＲａｎが閾値ＴＨａｇを
超えていれば読み取った各誤差信号は信頼に足るものと
判定しくステップ５５）、さらにアジマス振幅データＲ
ａｎが閾値Ｔ　Ｈａｒ（Ｔ　Ｈａｒ＞　Ｔ　Ｈａｔ）を
超えていればアジマス回動面への投影において指向方向
と電波の到来方向の一致度は高いものと判定してアジマ
スジャイロＧａをリセットしくステップ５６．５７）、
エレベーション振幅データＲｅｎが閾値＋ＴＨｅｒを超
えていればエレベーション回動面への投影において指向
方向と電波の到来方向の一致度は高いものと判定してエ
レベーションジャイロＧｅをリセットする（ステップ５
８．５９）。 続いて、ステップ５３において読み取った正弦アジマス
誤差信号ｓｉｎ　Ｏの符号と余弦アジマス誤差信号ｓｉ
ｎ　Ｏの符号から前述と同様にして姿勢変化後のアジマ
ス位相角の象限を求め、それとアジマスオフセットデー
タＤａの第ｎ　＋１．　ｎ　＋２ビツト（Ｄａ（ｎ＋１
）、Ｄａ（ｎ＋２））に格納している姿勢変化前のアジ
マス位相角の象限とを比較してアジマス位相角の象限渡
りを判定する（ステップ６０）。このとき、ＣＷ力方向
象限渡りありと判定すればＡａレジスタ（アジマスオフ
セットデータＤａの上位８ビツトのデータを格納してい
る）の値を１インクリメントしくステップ６１）、００
ｗ方向の象限渡りありと判定した場合にはそれを１デク
リメントする（ステップ６２）。 これと同様にエレベーション位相角の象限渡りを判定し
くステップ６３）、Ａｅレジスタ（ニレベージ鳳ンオフ
セットデータＤｅの上位８ビツトのデータを格納してい
る）の値を更新するとステップ５０に戻り、上記を繰り
返す。 ところで、すでに述べたように本実施例では、アジマス
回動面への投影においてアンテナ１の指向方向と電波の
到来方向の一致度が高いと判定したときにはアジマスジ
ャイロＧａを、エレベーション回動面への投影において
アンテナｌの指向方向と電波の到来方向の一致度が高い
と判定したときにはエレベーションジャイロＧｅを、そ
れぞれリセットしている（ステップ５６〜５９）、　Ｌ
、たがって。 アジマスジャイロＧａが出力するアジマスジャイロデー
タｇｏは、アジマス回動面に関して、最も近い過去にお
いてアンテナユニット１の指向方向と電波の到来方向の
一致度が高いとの判定があった指向方向を基準とするア
ンテナユニット１の指向方向の偏角（前述のアジマス偏
角は電波の到来方向を基準にした）を、エレベーション
ジャイロＧｏが出力するエレベーションジャイロデータ
ｇφは、エレベーション回動面に関して、最も近い過去
においてアンテナユニット１の指向方向と電波の到来方
向の一致度が高いとの判定があった指向方向を基準とす
るアンテナユニット１の指向方向の偏角（前述のエレベ
ーション偏角は電波の到来方向を基準にした）を、それ
ぞれ示すことになる。そこで、トンネルの通過等により
アンテナユニット１が遮蔽されて充分な受信信号が得ら
れなくなった場合（アジマス振幅データＲａｎが閾値Ｔ
ｌｌａｇ以下に低下した場合−ステップ５５）には、ア
ジマスジャイロデータｇθおよびエレベーションジャイ
ロデータｇφを読み取り（ステップ６６）、それらに基
づいてアジマスオフセットデータＤａおよびエレベーシ
ョンオフセットデータＤｅを求め（ステップ６７）、そ
れぞれアジマスモータドライバＤＲＶａあるいはエレベ
ーションモータドライバＤＲＶｅに与えてアジマスモー
タＭａあるいはエレベーションモータＭｅの付勢を指示
している（ステップ６８）。 この後、受信環境が好転し、アンテナユニット１から充
分な受信信号が得られるようになると（アジマス振幅デ
ータＲａｎが閾値ＴＨａｇを超えるニステップ５５）、
各ジャイロ信号に基づく制御を終了して各誤差信号に基
づく制御を再開する。 ここで、再び第１ａ図を参照されたい。 本実施例においては、無給電伝送区間を最短にし、その
間で拾う外部雑音が初段高周波増幅器に混入することを
防止する目的で、共通信号処理回路２．受信信号処理回
路３および誤差信号処理回路４をアンテナブラケット１
５の背面に備えている。 また、外力によるアンテナユニット１のアジマス回動を
検出する必要からアジマスジャイロＧａを回転台１６上
に、外力によるアンテナユニットｌのエレベーション回
動を検出する必要からエレベーションジャイロＧｏをア
ンテナブラケット１５の裏面に備えている。 これらの要素は、回転台１６とともに回転しくアンテナ
ブラケット１５に備わる場合も含む＝以下。 この運動系を回転系という）１回転範囲の制限はない、
したがって、電気的な系を回転系内で閉じると配線等を
行なう上で非常に有利である。この意味から、さらに、
制御回路５．モータドライバＤＲＶａおよびＤＲＶｅを
回転台１６上に設置している（第２ａ図参照）。 このように、制御系については回転系内で閉じることが
できたが、テレビジョンセット６を自動車等の内部に設
置する必要性と外部に電源を求める物理的な合理性から
、受信系と給電系を回転系内で閉じることができない、
そこで、前者については回転結合トランス８により、後
者についてはスリップリング９により、外部の運動系と
の連絡を行なっている。 回転結合トランス８は、コイル板８１および８２を備え
る（第２ｂ図参照）。これらのコイル板は、第７ａ図お
よび第７ｂ図に示したように全く同構成であり、矩形の
基板８１１（８２１）、　１ターンの円形コイル８１２
（８２２）　、位置決めマーク８１３（８２３）、　５
０Ωの同軸コネクタ８１４（８２４）、および、アッテ
ネータ８１５（８２５）よりなる。 基板８１１（８２１）は、半透明ガラスエポキシ板でな
り、円形コイル８１２（８２２）はその表面に銅箔のエ
ツチングにより形成されている。また、位置決めマーク
８１３（８２３）は、円形コイル８１２（８２２）の内
側にプリントされており、それと同心の多数の同心円お
よびその中心を通る直交２直線でなる。 同軸コネクタ８１４（８２４）は、基板８１１（８２１
）の裏面に螺着されており、その内導体には円形コイル
８１２（８２２）の一端が、その外導体には円形コイル
８１２（８２２）の他端がそれぞれ接続されている。こ
れらのコネクタには、受信信号処理回路３に接続される
同軸ケーブル（図示せず）あるいは、テレビジョンセッ
ト６に接続される同軸ケーブル（図示せず）が接続され
る。 アッテネータ８１５（８２５）は、広帯域化のための抵
抗器であり、円形コイル８１２（８２２）の両端子間に
介挿される。 このような構成のコイル板８１と８２は、各円形コイル
の中心がアジマス回動中心に一致する位置で、各表面が
向い合わされ、アジマス回動面と平行に支持される。こ
の支持には、回転台１６上に設置されたステー８３．お
よび、ベースブロック１７１の中空部を通りベース１７
およびベースブロック１７１に固着されたバイブ１７３
（第２ｂ図参照）の頭部に設置されたステー８４が用い
られ、各円形コイルの中心の位置合せには各円形コイル
の内側にプリントした位置決めマーク８１３および８２
３が利用される。 つまり、回転結合トランス８は、同軸同径で平行に離隔
された。互いに回転自在の円形コイル８１２および８２
２の磁気的な結合により受信信号処理回路３の出力をテ
レビジョンセット６に伝達するものといえよう、したが
って、各コイルの微視的な不均一や、間隔等の歪みが各
コイルの全周で平均化され、互いの相対的な回転によっ
ても周期的なノイズ発生はない、また、各コイルは周波
数特性を有するので、これらの間でコモンノイズが遮断
される。さらに、各コイル板は、作成が至って簡単であ
り、かつ、同一構成であるのでコストの面でも非常に有
利である。 また、スリップリング９は、金属リングと該金属リング
に摺動接触するブラシでなり（図示省略）、金属リング
はバイブ１７３（第２ｂ図参照）に固定さ九た円筒によ
り保持され、ブラシは回転台１６上に設置されたブラケ
ットにより保持されている。 つまり、ここに摺動接触部を有することになるが、これ
を最少限にするため、定電圧電源７２を回転台１６上に
設置しく第２ａ図参照）、そこに、固定側の電源本体７
１から２ワイヤでＡ　ＣＩＱＱｖを供給し、回転系内で
各種の定電圧を発生させている。 なお、バイブ１７３の中空部は、回転結合トランス８の
固定側同軸ケーブルおよびスリップリング９の固定側電
源ラインの通路に利用されている。 ところで、この種のアンテナ装置を自動車等の移動体に
備え付ける場合には、取付箇所としてその外側、例えば
ルーフ等が選択される。したがって１ｍ埃や風雨から装
置を保護するためのレードームＲＯＭが装置全体を覆っ
ている（第２ｂ図参照）、このレードームＲＤＭは、約
１鵬■厚のＦＲＰ製の外殻および内殻、および、それら
の間に挟持された約４＋ｓ−厚の発泡スチロール製のコ
アによる３層構造であり、少ない透過損と振動や風圧等
に対する充分な強度を確保している。 なお、ベース１７上には電源スィッチ６１の投入時に電
源本体７１から電源供給を受ける交流モータＭｆにより
駆動される冷却ファンＦａｎが備わっており、レードー
ムＲＤＭ内の温度上昇を防止している。 最後に本実施例装置の特徴を簡単に列挙しておく。 （１）３枚の平面アンテナ１１〜１３を一体で支持して
姿勢変更しているため、各平面アンテナの指向方向が一
致し、かつ、各平面アンテナの受信信号の間に、アジマ
ス偏角に応じた位相差およびニレベージ１ン偏角に応じ
た位相差が得られる。この位相差を検出し、それにより
アンテナ姿勢を制御しているので、トラッキングに起因
するフェージング等の発生がない。 （２）エレベーション方向の制御においては、平面アン
テナ１１の受信信号と平面アンテナ１２の受信信号の位
相差を、正弦関数および余弦関数の値として検出し、比
を求めて振幅成分を相殺しており、アジマス方向の制御
においては、平面アンテナ１１の受信信号と平面アンテ
ナ１２の受信信号を合成した合成信号と平面アンテナ１
３の受信信号の位相差を、正弦関数の値および余弦関数
の値として検出し、比を求めて振幅成分を相殺している
。これにより、各平面アンテナの指向特性や受信環境等
に起因する振幅変動の影響が除去されるとともに、アジ
マス方向の制御においてはエレベーション偏角の影響が
除去され、安定したトラッキングが得られる。 （３）上記正弦関数および余弦関数の値として検出した
位相差の自乗平均により求めた受信信号の強度成分に基
づいてヘリカルスキャニングを行ない、さらにピーク検
出を行なって電波の到来方向を探索しているので、アン
テナ姿勢の初期設定に対する信頼性が高い。 （４）上記正弦関数および余弦関数の値として検出した
位相差の符号から位相角の象限を求め、回転を含めた絶
対的な位相角（電波の到来方向とアンテナの指向方向が
一致しているときの位相角を基準にする）を用いている
のでポインティングエラーのない、正確なトラッキング
が可能になる。 （５）電波遮蔽等により充分な受信信号が得られなくな
った場合にはジャイロＱａおよびＧｅによるジャイロデ
ータによりアジマスおよびエレベーション偏角（厳密に
は、正しいトラッキングが行なわれていたときのアンテ
ナの指向方向を基準とする偏角）を求めて姿勢制御を行
なっているので受信環境回復時のトラッキング再開が迅
速に行なわれる。 （６）受信信号間の位相差による姿勢制御を行なってい
る間において、１！波の到来方向とアンテナの指向方向
との一致度が高いと判定する毎にジャイロＧａおよび／
またはＧｅをリセットしているので、ジャイロのドリフ
トの影響を受けにくく、慣性モーメントの小さい小型軽
量のジャイロを用いることができる。 （７）各平面アンテナの受信信号の処理においては、ま
ず、共通信号処理回路２においてそれぞれを第１中間周
波信号に変換し、受信信号処理回路３および誤差信号処
理回路４に分配している。 誤差信号処理回路４においては、与えられた各第１中間
周波信号をそれぞれ第２中間周波信号に変換するが、受
信信号処理回路３と独立して処理が行なえるため、第２
局部発振器４２を固定周波数にすることができ１回路が
簡単化するとともに。 第２局部発振信号を遠隔制御する必要がなくなり、回転
径内で処理回路を閉じることができる（つまり、遠隔制
御のための回転系と外部の系との接続機構が不要になる
）。 （８）受信信号処理回路３においては、各第１中間周波
信号を合成しているので高いゲインが得られる。 （９）受信信号処理回路３において合成した第１中間周
波信号は、回転結合トランス８により回転系から外の伝
達されるので、コモンノイズが遮断されるとともに、異
なる運動系の間の伝達によるノイズ発生が防止される。 （１０）定電圧電源７２を回転台１６上に設置し１回転
系内で各種の定電圧を発生させており、該定電圧電源７
２へは固定側の電源本体７１から２ワイヤでＡ　Ｃ１０
０Ｖを供給している。つまり１回転系と外部の系との間
に必要な電気的な接触が２箇所だけとなり、装置の信頼
性と耐久性が向上する。 なお、上記実施例においては全可動範囲のヘリカルスキ
ャニングを行なっているが、受信地域入力によりスキャ
ン範ｇ１を限定し、あるいは、手動調整によるセツティ
ングに替え、もしくは併用しても良い。 また、上記実施例においてはジャイロリセットのための
閾値が固定であるが、例えばヘリカルスキャニングおよ
びピーク検出によるアンテナの初期設定を完了したとき
の受信信号の強度成分に基づいてこれらの閾値を設定し
ても良い、加えて、受信信号の強度成分に因ることなく
、誤差信号に基づく制御を行なう毎に（つまりステップ
５６および５８をなくシ）、各ジャイロをリセットする
変形も考えられるが、受信環境の劣下の前には電波の周
り込み等があり、受信信号の強度成分の低下があること
を考慮すれば上記実施例による方が合理的といえよう。 〔発明の効果〕 以上説明したとおり、本発明のアンテナ装置は、任意の
矩形Ａを、その矩形Ａ内の点ａを通る第１の直線で２つ
の矩形ＢおよびＣに分割し、さらに、矩形Ｃを鎖点ａを
通る第２の直線で２つの矩形りおよびＥに分割して、矩
形Ａ、Ｂ、ＤおよびＥを定義するとき、 矩形Ｂ、Ｄ、Ｅにそれぞれ等しい形状を有する第１．第
２．第３平面アンテナ； これらの第１．第２および第３平面アンテナを。 矩形Ａを復元する配置で保持し、かつ、各平面アンテナ
の放射ビームを互いに平行に維持する、姿勢変更自在の
支持手段； 支持手段を駆動する駆動手段； 第１平面アンテナで受信した第１受信信号と、第２平面
アンテナで受信した第２受信信号または第３平面アンテ
ナで受信した第３受信信号、との位相差を示す第１位相
差信号を生成する第１位相差信号生成手段； 第２受信信号と第３受信信号との位相差を示す第２位相
差信号を生成する第２位相差信号生成手段；および、 第１位相差信号および第２位相差信号に基づいて駆動手
段を付勢制御する付勢制御手段；を備えている。 つまり、これによれば、第１．第２および第３平面アン
テナを矩形Ａを復元する態様に配置しているので、部品
点数を増加させることなく、該矩形Ａを４等分した小矩
形に等しい４つの平面アンテナを稠密に配置した場合と
実質的に等しい利得が得られる。 この場合、第１平面アンテナと第２または第３平面アン
テナの並びが、第２平面アンテナと第３平面アンテナの
並びに対して垂直にならないので直交２軸で姿勢制御す
る場合には一方の軸方向の偏角が他方に影響することが
あるが、実施例説明で示したように、第２平面アンテナ
で受信した第２受信信号と前記第３平面アンテナで受信
した第３受信信号とを合成し、該合成信号と第１平面ア
ンテナで受信した第１受信信号との位相差から第１位相
差信号を生成し、この影響を振幅成分として処理するす
れば良い、つまり、第１位相差信号を、第１関数に対応
する信号およびそれと直交する第２関数に対応する信号
として生成すると、上記の振幅成分が各信号に等しく含
まれるので、その比を求めて該振幅成分を除去する。こ
の比は、第１平面アンテナとの並びが、第２平面アンテ
ナと第３平面アンテナとの並びに直交する仮想アンテナ
、の受信信号と第１平面アンテナの位相差を反映するの
で、直交２軸による姿勢制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明を一例で実施する衛星放送受信用アン
テナ装置の電気構成を示すブロック図。 第１ｂ図はその一部を詳細に示すブロック図である。 第２ａ図は実施例装置の機械的構成を示す平面図であり
、第２ｂ図はその側面図である。 第３ａ図および第３ｂ図は実施例装置における偏角の検
出を説明するための説明図である。 第４ａ図はアジマス誤差信号を示すグラフ、第４ｂ図は
その自乗平均を示すグラフ、第４ｃ図はその比を示すグ
ラフである。 第４ｄ図はオフセットデータの連続性を説明するための
グラフである。 第５ａ図は位相角の回転を説明するための説明図である
。 第５ｂ図はオフセットデータの構成を示す模式第６ａ図
、第６ｂ図および第６ｃ図は第１ａ図に示した制御回路
５の動作例を示すフローチャートである。 第７ａ図および第７ｂ図は実施例装置で用いられる回転
結合トランス８の構成を示す平面図である。 １：アンテナユニット １１〜１３：平面アンテナ １１．１２　：　（第２．第３アンテナ）１３：（第１
アンテナ） １５：アンテナブラケット １６：回転台　　　　　　１７：ベース１５〜１７：（
支持手段） ２：共通信号処理回路 ３：受信信号処理回路 ４：誤差信号処理回路 （第１．第２位相差信号生成手段） ５：制御回路（付勢制御手段） ６：テレビジョンセット ７：１を源装置 Ｍａ、Ｍｅ　：モータ（駆動手段） ＤＲＶａ、ＤＲＶｅ　：モータドライバＧａ、Ｇｏ　：
ジャイロ Ｔｒｎ　：結合トランス ＳＬＰ　ニスリップリングユニット 声３ａ図 声３ｂ図 声５ａ図 ｓｉｎ　ｅぶぴＣＯ５θの９サームオく臂ン東５ｂ図 ９ｏン’２’　　ｉ’ｌ”ａｈｉｓｕテ′り声７ａ区 声７ｂ図 ｚｚ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）任意の矩形Ａを、その矩形Ａ内の点ａを通る第１
   の直線で２つの矩形ＢおよびＣに分割し、さらに、矩形
   Ｃを該点ａを通る第２の直線で２つの矩形ＤおよびＥに
   分割して、矩形Ａ、Ｂ、ＤおよびＥを定義するとき、 前記矩形Ｂに等しい形状を有する第１平面アンテナ； 前記矩形Ｄに等しい形状を有する第２平面アンテナ； 前記矩形Ｅに等しい形状を有する第３平面アンテナ； 前記第１、第２および第３平面アンテナを、前記矩形Ａ
   を復元する配置で保持し、かつ、各平面アンテナの放射
   ビームを互いに平行に維持する、姿勢変更自在の支持手
   段； 前記支持手段を駆動する駆動手段； 前記第１平面アンテナで受信した第１受信信号と、前記
   第２平面アンテナで受信した第２受信信号または前記第
   ３平面アンテナで受信した第３受信信号、との位相差を
   示す第１位相差信号を生成する第１位相差信号生成手段
   ； 前記第２受信信号と前記第３受信信号との位相差を示す
   第２位相差信号を生成する第２位相差信号生成手段；お
   よび、 前記第１位相差信号および前記第２位相差信号に基づい
   て前記駆動手段を付勢制御する付勢制御手段； を備えるアンテナ装置。
2. （２）前記第１位相差信号生成手段は、前記第１平面ア
   ンテナで受信した第１受信信号と、前記第２平面アンテ
   ナで受信した第２受信信号と前記第３平面アンテナで受
   信した第３受信信号の合成信号、との位相差を示す第１
   位相差信号を生成する、前記特許請求の範囲第（１）項
   記載のアンテナ装置。
3. （３）前記第１位相差信号生成手段は、前記第１位相差
   信号を、第１関数に対応する信号およびそれと直交する
   第２関数に対応する信号として生成し、前記第２位相差
   信号生成手段は、前記第２位相差信号を、前記第１関数
   に対応する信号および前記第２関数に対応する信号とし
   て生成し、前記付勢制御手段は、 前記第１関数に対応する第１位相差信号と前記第２関数
   に対応する第１位相差信号の比に基づいて前記第１受信
   信号と前記合成信号との位相差に対応する第１位相差情
   報、および、前記第１関数に対応する第２位相差信号と
   前記第２関数に対応する第２位相差信号の比に基づいて
   前記第２受信信号と前記第３受信信号との位相差に対応
   する第２位相差情報を検出する位相差情報検出手段；前
   記第１関数に対応する第１位相差信号の符号および前記
   第２関数に対応する第１位相差信号の符号の組合せ、あ
   るいはそれらのいずれか一方の符号に基づいて前記第１
   受信信号と前記合成信号との位相差が属する象限を検出
   し、該象限の変化を監視して該位相差の回転を示す第１
   回転情報を検出するとともに、前記第１関数に対応する
   第２位相差信号の符号および前記第２関数に対応する第
   ２位相差信号の符号の組合せ、あるいはそれらのいずれ
   か一方の符号に基づいて前記第２受信信号と前記第３受
   信信号との位相差が属する象限を検出し、該象限の変化
   を監視して該位相差の回転を示す第２回転情報を検出す
   る、回転情報検出手段；および、 前記第１回転情報により前記第１位相差情報を補正して
   第１補正位相差情報を生成し、前記第２回転情報により
   前記第２位相差情報を補正して第２補正位相差情報を生
   成する、位相差情報補正手段；を備え、 前記第１補正位相差情報および前記第２補正位相差情報
   に基づいて前記駆動手段を付勢制御する、前記特許請求
   の範囲第（１）項記載のアンテナ装置。