JPH02299301A - Antenna system for tracing geostationary satellite - Google Patents

Antenna system for tracing geostationary satellite

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Publication number
JPH02299301A
JPH02299301A JP11851789A JP11851789A JPH02299301A JP H02299301 A JPH02299301 A JP H02299301A JP 11851789 A JP11851789 A JP 11851789A JP 11851789 A JP11851789 A JP 11851789A JP H02299301 A JPH02299301 A JP H02299301A
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JP
Japan
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antenna
signal
geostationary satellite
sent
peak value
Prior art date
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Application number
JP11851789A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukichi Sekiguchi
関口 祐吉
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Sanwa Seiki Ltd
Original Assignee
Sanwa Seiki Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To attain sure reception and transmission with a geostationary satellite by comparing a position signal representing a present position of an antenna with a peak value signal representing the position with the strongest radio wave receiving thereat and driving the antenna so as to make the discrepancy zero. CONSTITUTION:When an antenna 8 is directed toward a geostationary satellite, a changeover switch 26 is switched to the position shown in solid lines in figure so as to control the attitude of the antenna 8 depending on the strength of the radio wave sent from the geostationary satellite. A giro sensor 30 measures the displacement speed of the antenna 8 in this state and an integration device 31 sends a position signal thetaf representing the present position of the antenna 8. The signal thetaf is sent to a comparator 27 and sent to a 2nd object setting device 32, where a peak value signal thetap representing a position with a strongest radio wave is obtained. The comparator 27 compares both the signals thetaf, thetap to obtain its difference being an error signal theta, which is sent to a drive signal generator 33. The generator 33 drives the antenna 8 with a driver 28 so that the signal theta is zero, in other words, the direction of the antenna 8 is thetap.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明に係る静止衛星追尾用アンテナ装置は、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に組み込み、常にアンテ
ナが静止衛星に向く様に、このアンテナの姿勢を制御す
るのに利用する。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The geostationary satellite tracking antenna device according to the present invention
It is installed in a radio vehicle that is dispatched in the event of a disaster such as a typhoon and makes various communications using geostationary satellites in the sky, and is used to control the attitude of this antenna so that it always faces the geostationary satellite.

(従来の技術) 地震や台風等の災害時に於いて現場と対策本部等との間
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。
(Prior technology) Radio is used as a means of communication between the site and the emergency response headquarters in the event of a disaster such as an earthquake or typhoon, but in recent years, radio waves have been used to communicate far away using geostationary satellites launched into the sky. It is becoming increasingly common to enable clear communication between distant locations.

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。
When performing wireless communication using such a geostationary satellite, it is necessary to correctly point an antenna (usually a parabolic antenna) toward a predetermined geostationary satellite. If anything,
Currently, there are many geostationary satellites being launched into the sky, and even if the direction of the antenna shifts slightly (about 5 degrees), the antenna will point to the geostationary satellite next to the one it should originally be facing. This is because wireless communication using geostationary satellites cannot be performed.

この様な場合に使用する静止′#星追尾用アンテナ装置
として、本発明者は先に、特開昭63−197104号
、同63−226101号に記載されている様な静止衛
星追尾用アンテナ装置を提案した。
As a stationary star tracking antenna device to be used in such cases, the present inventor previously developed a geostationary satellite tracking antenna device as described in Japanese Patent Application Laid-open Nos. 63-197104 and 63-226101. proposed.

この先発明に係る静止衛星追尾用アンテナ装置は、例え
ば第3〜7図に示す様に構成され、第8図のフローチャ
ートに示す様に作用する。
The geostationary satellite tracking antenna device according to the present invention is constructed, for example, as shown in FIGS. 3 to 7, and operates as shown in the flowchart of FIG. 8.

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。
That is, the vertical support shaft 3 inserted into the inside of the support tube 2 provided on the upper part of the base 1 fixed on the roof of the radio vehicle, etc.
The radial bearing 4 and the thrust bearing 5 allow for free rotation in the torsional direction.

この様な垂直支持軸3の上端部には、例えば第4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。
By connecting the middle part of the antenna support frame 7 to the upper end of the vertical support shaft 3, for example, via a universal joint 6 as shown in FIG. It is supported so that it can swing freely.

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、
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。
The antenna 8 is fixed to the upper side of one end of the antenna support frame 7, which is swingably supported on the upper end of the vertical support shaft 3 in this way.
As the antenna support frame 7 swings, the direction of the antenna 8 can be freely changed.

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10.10を固定する事により、アンテナ
8、バランスウェイト10.10、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4図に示す様に、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
る場合、両回転中心!li!に11.12の交点。)に
一致させている。
By fixing a balance weight 10.10 to the support arm 9 provided at the lower side of the antenna support frame 7, an antenna support is provided in which various parts such as the antenna 8, balance weight 10.10, and a plurality of nozzles to be described later are fixed. The center of gravity of frame 7 is
The center of the universal joint 6 (as shown in FIG. 4, the center of the universal joint 6
If there are two rotation center axes 11.12 perpendicular to each other, then both rotation centers! li! The intersection of 11 and 12. ).

又、アンテナ支持枠7の中間部側方に第5〜6図に示す
様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が固定され
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射さ
せる事により、このアンテナ支持枠7を、上記自在継手
6の回転中心軸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。
Further, at the tip of the support arm 13 that protrudes from the side of the middle part of the antenna support frame 7 as shown in FIGS. Fixed. The jet ports of the pair of upper and lower nozzles 14.15 that constitute this first nozzle set 16 are opened in opposite directions to each other, and by selectively jetting compressed air from either of the jet ports, this The antenna support frame 7 is configured to be rotated in a twisting direction about the rotation center axis 11 of the universal joint 6.

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7図に示す様に、第二、第三のノズル組17.18
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19.2
0により構成されており、何れかのノズル19(或は2
0)の噴出口から選択的に圧縮空気を噴射させる事によ
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f!tht 2)を中心として揺動する方向に
回転させる様にしている。
On the other hand, at the end of the antenna support frame 7 opposite to the antenna 8, as shown in FIG.
is fixed. Of these, the second nozzle set 17 includes a pair of upper and lower nozzles 19.2 whose jet ports are opened in the opposite direction.
0, and any nozzle 19 (or 2
By selectively injecting compressed air from the jet nozzle 0), the antenna support frame 7 is rotated in a direction in which it swings about the horizontal axis (rotation center f!tht 2 of the universal joint 6). ing.

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射させる事により、上記支持枠
7を前記垂直支持!i[i13を中心として回転させる
様に構成している。
The second nozzle set 1 is installed at the opposite end of the antenna support frame 7.
The third nozzle set 18, which is fixed in the same manner as Nozzle 7, is composed of nozzles 21 and 22 that open in opposite left and right directions, and compressed air can be selected from the ejection port of either nozzle 21 (or 22). By spraying the support frame 7 vertically, It is configured to rotate around i[i13.

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の向きを検知する為、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
静止衛星の方向とアンテナ8の方向とがずれている場合
に、そのずれの方向と大きさとを検出出来る様にしてい
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。
Furthermore, the antenna support frame 7 has this antenna support frame 7.
In order to detect the direction of the antenna 8 fixed to one end, a detection means 23 having a built-in azimuth sensor and a vertical sensor is fixed. The orientation sensor detects the horizontal orientation of the antenna 8 (north, south, east, west, As this azimuth sensor capable of detecting the size, various conventionally known devices for detecting north, south, east, west, etc., such as an azimuth gyro or a geomagnetic azimuth sensor, can be employed.

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がずれて
いる場合に、このずれの方向と大きさとを検出出来る様
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。
Further, the vertical sensor detects the vertical direction of the antenna 8, so that when the elevation angle of the antenna 8 and the height position of the geostationary satellite deviate, the direction and magnitude of this deviation can be detected. . As this vertical sensor, various conventionally known devices such as an inclinometer, a vertical gyro for detecting the horizontal state of the antenna support frame 7, a spirit level, etc. can be employed.

尚、静止衛星は赤道の上空約36000km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km〜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、)勅いたとしても衛
星通信を行なうのに支障が生じる程度わる事はない為、
上記方位センサと垂直センサとから成る検知手段23か
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、一応は実用的な通信を行なう事が出来る。
Furthermore, a geostationary satellite is stationary approximately 36,000 km above the equator, and the direction of the geostationary satellite as seen from the radio vehicle varies depending on the position (longitude, latitude, altitude) of the radio vehicle (from several tens of kilometers to a hundred kilometers in the horizontal direction). In the case of a vehicle-mounted antenna, vertical deviation (altitude difference) cannot actually be a problem.
By controlling the direction of the antenna 8 based on the signal from the detection means 23 consisting of the azimuth sensor and the vertical sensor, practical communication can be performed.

即ち、上記先発明に係る静止衛星追尾用アンテナ装置に
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から出される信号を、上記第一〜第三のノズル組1
6〜18を構成するノズル14、!5.19〜22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射口に近い部分に内蔵されている。
That is, in the geostationary satellite tracking antenna device according to the earlier invention, the signal output from the detection means 23 consisting of the azimuth sensor and the vertical sensor is transmitted to the first to third nozzle sets 1.
Nozzles 14, which constitute 6 to 18,! 5. Solenoid valve provided in the middle of the compressed air flow path from 19 to 22 (in actual case, the solenoid valve is built in a part close to the injection port of each nozzle.

)の開閉を制御する制御器(図示せず)に人力している
。そしてこの制御器は、上記検知手段23から送られて
来る信号に基づき、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
射させ、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。
) is manually operated by a controller (not shown) that controls the opening and closing of the Based on the signal sent from the detection means 23, this controller opens a solenoid valve leading to a suitable nozzle among the six nozzles, injects compressed air from this nozzle, and generates a reaction of this ejection. The antenna support frame 7 is rotated or swung in an appropriate direction as shown in FIG.
The antenna 8 fixed at one end of the antenna always faces the geostationary satellite in the sky.

上述の様に構成される先発明に係る静止衛星追尾用アン
テナ装置に於いては、このアンテナ装置を積んだ無線車
等が走行する際に、この無線車等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
じるが、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。
In the geostationary satellite tracking antenna device according to the prior invention configured as described above, when the wireless vehicle, etc. equipped with this antenna device travels, the running direction of the wireless vehicle, etc. changes, or Rolling and pitching occur as a result of driving on rough roads, but due to changes in the running direction, rolling, and pitching, the antenna support frame 7 with the antenna 8 fixed to one end
The orientation of the antenna 8 will not deviate from the stationary satellite due to a change in the direction of the satellite or rolling or pitching of the support frame 7.

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等の向
きが急激に変わったり、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。
That is, the vertical support shaft 3 supporting the antenna support frame 7 at its upper end is rotatable in the torsional direction, and the antenna support frame 7 attached to the upper end of the vertical support shaft 3 via the universal joint 6 The center of gravity is the center of the universal joint 6, that is, this universal joint 6
The antenna support frame 7 tends to maintain its posture unless an external force is applied, and the antenna support frame 7 including the antenna 8 and the balance weight 10 Since the inertial mass of the frame 7 is sufficiently large, 50 to 100 kg or more,
The tendency of the antenna support frame 7 to maintain the same position became noticeable, and the direction of the radio vehicle carrying the antenna device suddenly changed, or rolling or pitching occurred due to driving on rough roads. Even in this case, the antenna support frame 7 maintains its posture because of its large inertial mass.

無線車等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。
Since the antenna support frame 7 maintains the same attitude even though the attitude of the radio vehicle etc. changes, the antenna support frame 7 and the radio vehicle are displaced relative to each other, but this displacement is caused by the vertical support shaft 3. This is compensated by rotation of the universal joint 6 or displacement of the universal joint 6.

無線車等とアンテナ支持枠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6の回転抵抗や導
線及び圧縮空気送給用のチューブ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24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24の内側で発生
する対流により、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。)によってアンテナ支持枠
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の向きが静止衛星からずれた場合、アンテナ支持枠
7に装着した検知手段23が図示しない制御器に送る信
号と、この制御器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。
As the relative displacement between the radio vehicle, etc. and the antenna support frame 7 is repeated many times, the rotational resistance of the radial bearing 4, thrust bearing 5, and universal joint 6 that support the vertical support shaft 3, as well as the conductor and compressed air supply. The force generated by the twisting of the feeding tube, as well as the wind hitting the antenna 8 and the antenna support frame 7 (in the illustrated example, the antenna 8 is covered by the windbreak plate 24, but there is a slight draft or wind that hits the antenna support frame 7). It is unavoidable that air flow occurs near the antenna support frame 7 due to convection generated inside the antenna support frame 7.) The antenna support frame 7 is displaced, and the direction of the antenna 8 supported by the antenna support frame 7 is changed. When the satellite deviates from the geostationary satellite, a difference occurs between the signal sent by the detection means 23 attached to the antenna support frame 7 to a controller (not shown) and the signal representing the position of the geostationary satellite stored in this controller in advance. .

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
けた制御器は、ずれの方向と大きさとを求め、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、ずれの大きさに応じ
て適当な時間だけ開く。
When the controller receives a signal that deviates from the pre-stored signal, it determines the direction and magnitude of the deviation, and selects the first to third nozzle groups according to the direction and magnitude of the deviation. 16
A solenoid valve in the compressed air flow path leading to a suitable nozzle among the plurality of nozzles constituting the nozzles 18 to 18 is opened for an appropriate time depending on the magnitude of the deviation.

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から圧縮空気を噴射する。この噴射によりアン
テナ支持枠7は第3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。
For example, if the angle of elevation of the antenna 8 becomes too small and the antenna 8 faces below the geostationary satellite, the controller will select the upper nozzle 19 of the two nozzles 19 and 20 that constitute the second nozzle set 17. A solenoid valve in the middle of the flow path leading to is opened, and compressed air is injected from this nozzle 19. This injection causes the antenna support frame 7 to rotate in the direction of arrow a in FIG. 3, and the angle of elevation of the antenna 8 increases.

アンテナ8が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。
Even if the antenna 8 is shifted in other directions, the three sets 6
Compressed air is ejected from one to three appropriate nozzles among the nozzles, swinging or rotating the antenna support frame 7,
Aim antenna 8 at the geostationary satellite.

以上に述べた様に、検知手段23からのアンテナ8の向
ぎ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。
As described above, the antenna 8 can be directed toward the geostationary satellite by the signal indicating the direction of the antenna 8 from the detection means 23, and it is possible to perform practically sufficient wireless communication using this geostationary satellite. I can do it.

(発明が解決しようとする課題) 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。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the case of the geostationary satellite tracking antenna device according to the previous invention, which is configured and operates as described above, the following problems still exist to be solved.

即ち、アンテナ8の向きを、ジャイロセンサを組み込ん
だ検知手段23によって制御する場合、地球の自転に伴
なう変位、ジャイロセンサのドリフト等により、検知手
段23により求められるアンテナ8の向き(計算値)と
実際のアンテナ8の向き(実際値)との間に誤差が生じ
てしまう。そしてこの誤差は、何らかの修正を行なわな
い限り次第に蓄積され、上記計算値と実際値とのずれが
次第に大きくなってしまう。
That is, when the direction of the antenna 8 is controlled by the detection means 23 incorporating a gyro sensor, the direction of the antenna 8 determined by the detection means 23 (calculated value ) and the actual direction of the antenna 8 (actual value). Unless some kind of correction is made, this error will gradually accumulate, and the deviation between the calculated value and the actual value will gradually become larger.

この様に、経時的に計算値と実際値とのずれが大きくな
る結果、前記先発明に係る静止衛星追尾用アンテナ装置
の場合、成る程度時間を経過した後には、静止衛星の方
角を検知手段23に入力し直さなければならず、長時間
に互って人手を煩わせる事なく、静止衛星との通信を継
続する事が出来なかった。
As described above, as a result of the deviation between the calculated value and the actual value increasing over time, in the case of the antenna device for tracking a geostationary satellite according to the earlier invention, after a certain amount of time has passed, the direction of the geostationary satellite cannot be detected by the means for detecting the direction of the geostationary satellite. 23, and it was not possible to continue communication with the geostationary satellite without having to bother each other for a long time.

前記特開昭63−197104号、同63−22610
1号には、静止衛星からアンテナに達する電波の強度の
変化により、検知手段23の信号とは関係なく、アンテ
ナ8を静止衛星に向ける手段に就いて記載されているが
、これら先発明に係る手段の場合、アンテナ8が連続的
に静止衛星からの電波を受は続ける事が必要である。
JP-A-63-197104 and JP-A-63-22610
No. 1 describes a means for directing the antenna 8 toward a geostationary satellite by changes in the strength of radio waves reaching the antenna from the geostationary satellite, regardless of the signal from the detection means 23, but these In the case of this method, it is necessary for the antenna 8 to continuously receive radio waves from the geostationary satellite.

即ち、先発明に係るアンテナ8を静止衛星に向ける手段
の場合、アンテナ8に静止衛星からの電波が達し続けて
いる限り、このアンテナ8を静止衛星に正しく向は続け
る事が出来るが、車両がトンネルや山陰に入り込む等に
より、アンテナ8に静止衛星からの電波が達しなくなる
と、アンテナ8の姿勢制御が行なえなくなってしまう。
That is, in the case of the means for directing the antenna 8 toward the geostationary satellite according to the previous invention, as long as the radio waves from the geostationary satellite continue to reach the antenna 8, the antenna 8 can continue to be correctly directed toward the geostationary satellite, but if the vehicle If radio waves from the geostationary satellite no longer reach the antenna 8 due to entering a tunnel or the shadow of a mountain, the attitude of the antenna 8 cannot be controlled.

この様な場合に、ジャイロセンサを組み込んだ検知手段
23によりアンテナ8の姿勢(向き)を制御するのであ
るが、この検知手段23による制御が、時間を経過した
場合にも正しく行なわれる様にするのが、本発明である
In such a case, the attitude (orientation) of the antenna 8 is controlled by a detection means 23 incorporating a gyro sensor, and the control by this detection means 23 is made to be performed correctly even after a lapse of time. That is the present invention.

(課題を解決する為の手段) 本発明の静止衛星追尾用アンテナ装置は、第1図のブロ
ック図に示す様に構成された制御機構を有し、例えば先
発明に係るアンテナ装置と同様、第3図に示す様に、ア
ンテナ支持枠7に固定され、この制御機構によって、静
止衛星との間で通信を行なうアンテナ8の姿勢を制御す
る事を特徴としている。
(Means for Solving the Problems) The geostationary satellite tracking antenna device of the present invention has a control mechanism configured as shown in the block diagram of FIG. As shown in FIG. 3, it is fixed to an antenna support frame 7, and this control mechanism controls the attitude of an antenna 8 that communicates with a geostationary satellite.

第1図のブロック図に於いて25は、静止衛星の向きを
指示する第一の目標設定器で、静止衛星追尾用アンテナ
装置の使用開始時には、この第一の目標設定器25によ
り、静止衛星の向きを指示する。第一の目標設定器25
と、後述する比較器27との間に設けた切り換えスイッ
チ26は、静止衛星追尾用アンテナ装置の使用開始時に
は、鎖線で示す状態に切り換えられ、第一の目標設定器
25による設定信号を比較器27に送り込む。
In the block diagram of FIG. 1, reference numeral 25 indicates a first target setting device that indicates the direction of the geostationary satellite. Indicates the direction. First goal setter 25
and a comparator 27, which will be described later, is switched to the state shown by the chain line when the geostationary satellite tracking antenna device starts to be used, and the setting signal from the first target setting device 25 is transferred to the comparator. Send it to 27.

28は、上記アンテナ支持枠7を変位させる事により、
アンテナ8の向きを変えるアンテナ駆動装置で、例えば
第3.5.6.7図に示した第一〜三のノズル組16.
17.18により構成される。そして、このアンテナ駆
動装置28によりアンテナ運動系29、即ちアンテナ支
持枠7とこれに固定されたアンテナ8等(第3図)との
向きが変えられる。
28, by displacing the antenna support frame 7,
An antenna drive device that changes the direction of the antenna 8, for example, the first to third nozzle sets 16 shown in Fig. 3.5.6.7.
17.18. The antenna driving device 28 changes the direction of the antenna movement system 29, that is, the antenna support frame 7 and the antenna 8 fixed thereto (FIG. 3).

30はジャイロセンサで、このジャイロセンサ30は、
上記アンテナ支持枠7に固定された検知手段23(第3
図)に内蔵され、アンテナ8の向きが変化する速度を検
出する。そして、このジャイロセンサ30が検出する速
度信号θ9は、大連する積分器31に送り込むと共に、
後述する駆動信号発生器33に送り込んでいる。
30 is a gyro sensor, and this gyro sensor 30 is
Detection means 23 (third
It detects the speed at which the direction of the antenna 8 changes. The speed signal θ9 detected by this gyro sensor 30 is sent to an integrator 31 connected to Dalian, and
The signal is sent to a drive signal generator 33, which will be described later.

そして積分器31は、上記ジャイロセンサ30から送り
出される上記速度信号θ9、即ちアンテナ8の変位速度
(速さと方向)を積分し、上記アンテナ8の位置(現時
点に於ける向ぎ)を表わす位置信号Orを、前記比較器
27に向けて出力する。
The integrator 31 integrates the speed signal θ9 sent from the gyro sensor 30, that is, the displacement speed (speed and direction) of the antenna 8, and generates a position signal representing the position (direction at the present time) of the antenna 8. Or is output to the comparator 27.

又、32は、静止衛星追尾用アンテナ装置の使用継続中
に於いて、静止衛星の方向を指示する為の第二の目標設
定器で、この第二の目標設定器32は、静止衛星からア
ンテナ8に達する電波の強さと前記積分器31で求めら
れたアンテナ位置との関係を求め、電波の強さが最も大
きくなるアンテナ8の位置を、ピーク値信号θ、として
出力する。
Further, 32 is a second target setting device for indicating the direction of the geostationary satellite while the geostationary satellite tracking antenna device is in continuous use. The relationship between the strength of the radio wave reaching 8 and the antenna position determined by the integrator 31 is determined, and the position of the antenna 8 where the strength of the radio wave is the highest is output as a peak value signal θ.

即ち、記憶手段を具備した、この第二の目標設定器32
は、アンテナ8の電気系34を介して受信器35に送り
込まれる静止衛星からの電波の受信感度を表す信号Eと
、積分器31から送り込まれる、その瞬間に於けるアン
テナ8の位置(向き)を表す信号θfとを記憶し、両信
号E、θf同士の関係から、上記ピーク値信号θ2を求
める。例えば、第2図に示す様に、横軸にアンテナ8の
位置を表す信号θfを、縦軸に静止衛星からの電波の受
信感度を表す信号Eを、それぞれ表わした座標系に複数
の信号をプロットし、縦軸に表わされた、静止衛星から
の電波の受信感度を表す信号Eが最も高くなる時点に於
けるアンテナ8の位置信号を、ピーク値信号θ2として
求め、前記切り換えスイッチ26を介して、比較器27
に送り込む。
That is, this second goal setter 32 is equipped with storage means.
is a signal E representing the reception sensitivity of radio waves from a geostationary satellite sent to the receiver 35 via the electric system 34 of the antenna 8, and the position (orientation) of the antenna 8 at that moment sent from the integrator 31. The peak value signal θ2 is determined from the relationship between the two signals E and θf. For example, as shown in Figure 2, multiple signals are plotted in a coordinate system in which the horizontal axis represents the signal θf representing the position of the antenna 8, and the vertical axis represents the signal E representing the reception sensitivity of radio waves from a geostationary satellite. The position signal of the antenna 8 at the time when the signal E representing the reception sensitivity of radio waves from the geostationary satellite, which is plotted on the vertical axis, becomes the highest is determined as the peak value signal θ2, and the changeover switch 26 is via comparator 27
send to.

そして比較器27は、第二の目標設定器32から送られ
て来るピーク値信号θ、と前記積分器31から送られて
来る、その瞬間に於けるアンテナ位置を表わす位置信号
θtとを比較し、両信号θ2、ofの差とその方向とを
誤差信号△θとして出力する。
The comparator 27 then compares the peak value signal θ sent from the second target setting device 32 with the position signal θt sent from the integrator 31 and representing the antenna position at that moment. , the difference between the two signals θ2,of and its direction are output as an error signal Δθ.

この様に比較器27から送り出された誤差信号Δθは、
前記速度信号θ9と共に駆動信号発生器33に人力され
、この駆動信号発生器33は、両信号へ〇、θ9に基づ
いて、上記ピーク値信号θ、と位置信号θ、との差をな
くす方向(△θを零とする方向)にアンテナの向きを変
える為の駆動信号を求め、この駆動信号を前記駆動装置
28に送り出す。
The error signal Δθ sent out from the comparator 27 in this way is
The drive signal generator 33 is manually inputted together with the speed signal θ9, and the drive signal generator 33 sends both signals in a direction (to eliminate the difference between the peak value signal θ and the position signal θ) based on θ9. A drive signal for changing the direction of the antenna in the direction in which Δθ becomes zero is determined, and this drive signal is sent to the drive device 28.

更に、前記第二の目標設定器32は、ピーク値信号θ、
の大きさが一定以上に達した場合には、座標変換を行な
って、その瞬間に於けるピーク値を座標の原点とする(
第2図に於けるθ。をθ。
Furthermore, the second target setter 32 outputs a peak value signal θ,
When the size of reaches a certain level or more, perform coordinate transformation and set the peak value at that moment as the origin of the coordinates (
θ in Figure 2. θ.

位置に迄平行移動させる)と同時に、前記積分器31を
リセットする(静止衛星の方向とアンテナの方向とのず
れを零とする)動作を行なう。
At the same time, the integrator 31 is reset (the deviation between the direction of the geostationary satellite and the direction of the antenna is set to zero).

(作  用) 上述の様に構成される本発明の静止衛星追尾用アンテナ
装置の、アンテナを常に静止衛星に向けておく際に於け
る作用は、次の通りである。
(Function) The function of the geostationary satellite tracking antenna device of the present invention configured as described above in keeping the antenna always directed toward the geostationary satellite is as follows.

静止衛星追尾用アンテナ装置の使用を開始する場合には
、切り換えスイッチ26を第1図の鎖線で示す状態に切
り換え、制御盤(図示せず)等を通じて、静止衛星の方
角を表す信号θあを入力すると、この信号θいに基づい
てアンテナ8が静止衛星に向けられる。この使用開始時
に於ける動作自体は、前述した先発明に係るアンテナ装
置の場合と同様であり、別設の特徴はない。
When starting to use the geostationary satellite tracking antenna device, switch the changeover switch 26 to the state shown by the chain line in Figure 1, and turn on the signal θA indicating the direction of the geostationary satellite through a control panel (not shown) or the like. When input, the antenna 8 is directed toward the geostationary satellite based on this signal θ. The operation itself at the beginning of use is the same as that of the antenna device according to the previous invention described above, and there are no separate features.

信号θ6に基づいて、アンテナ8が静止衛星に向いたな
らば、切り換えスイッチ26を第1図に実線で示す状態
に切り換え、比較器27には第二の目標設定器32から
のピーク値信号θ2が入力される様にして、アンテナ8
の姿勢が、静止衛星から送られて来る電波の強さによっ
て制御される様にする。
When the antenna 8 is directed toward the geostationary satellite based on the signal θ6, the selector switch 26 is switched to the state shown by the solid line in FIG. antenna 8 so that it is input.
The attitude of the satellite will be controlled by the strength of the radio waves sent from the geostationary satellite.

この状態でジャイロセンサ30は、アンテナ8の変位速
度を絶えず測定し、その結果を表わす速度信号θ9を積
分器31に送る為、この積分器31が、アンテナ8の現
在位置を表わす位置信号Ofを絶えず送り出す。
In this state, the gyro sensor 30 constantly measures the displacement speed of the antenna 8 and sends a speed signal θ9 representing the result to the integrator 31. Therefore, the integrator 31 outputs a position signal Of representing the current position of the antenna 8. Send out constantly.

この位置信号θfは、比較器27に直接送られる他、第
二の目標設定器32に送られ、この目標設定器32によ
り最も電波が強くなる位置を表わすピーク値信号θ、を
求めるが、このピーク値信号θ、は、はぼその時点に於
ける静止衛星の正しい方向を表わすものである。
This position signal θf is sent directly to the comparator 27 and also to the second target setter 32, which determines the peak value signal θ representing the position where the radio waves are strongest. The peak value signal θ, represents the correct direction of the geostationary satellite at an approximate point in time.

比較器27は、上記両信号θf、θ2を比較してその差
を求め、誤差イ3号八へとして、駆動信号発生器33に
送り出すが、この駆動信号発生器33は、上記誤差信号
△θが零になる様に、言い換えればアンテナ8の向きが
02になる様に、駆動装置28によりアンテナ8を勅か
す。
The comparator 27 compares the two signals θf and θ2 to find the difference, and sends it to the drive signal generator 33 as an error signal 3 and 8. The antenna 8 is driven by the driving device 28 so that the angle becomes zero, in other words, the direction of the antenna 8 becomes 02.

この結果、地球の自転やドリフト等に起因するジャイロ
センサ30の誤差に拘らず、アンテナ8は静止衛星に正
しく向いた状態となる。
As a result, the antenna 8 is correctly oriented toward the geostationary satellite, regardless of errors in the gyro sensor 30 caused by the earth's rotation, drift, and the like.

この様な状態でアンテナ8の姿勢制御を行なう結果、次
第にピーク値信号θ2の値が大きくなると、正確な制御
を行なえなくなる恐れが生じるが、第二の目標設定器3
2は、ピーク値信号θ。
As a result of controlling the attitude of the antenna 8 in such a state, the value of the peak value signal θ2 gradually increases, and there is a risk that accurate control will not be possible.
2 is the peak value signal θ.

の大きさが一定以上に達した場合には、座標変換を行な
って、その瞬間に於けるピーク値を座標の原点とすると
同時に、前記積分器31をリセットする動作を行なう為
、長時間経過後に於いても、常に確実な動作が行なわれ
、アンテナ8が静止衛星に向き続ける。
When the size of the integrator 31 reaches a certain level or more, coordinate transformation is performed to set the peak value at that moment as the origin of the coordinates, and at the same time, the integrator 31 is reset, so that the integrator 31 is reset after a long time. Even in this case, reliable operation is always performed, and the antenna 8 continues to face the geostationary satellite.

(発明の効果) 本発明の静止衛星追尾用アンテナ装置は、以上に述べた
通り構成され作用する為、アンテナと静止衛星との電波
授受を、時間が経過した場合にも、人手を煩わせる事な
く自動的に、しかも確実に行なう事が出来る。
(Effects of the Invention) The antenna device for tracking a geostationary satellite of the present invention is configured and operates as described above, so that the transmission and reception of radio waves between the antenna and the geostationary satellite does not require human intervention even after a lapse of time. This can be done automatically and reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の静止衛星追尾用アンテナ装置の制御部
分を示すブロック図、第2図は第二の目標設定器でピー
ク値信号を求める状態を示す線図、第3図は先発明のア
ンテナ装置の機械装置部分を示す略側面図、第4図は垂
直軸と支持枠とを結合する自在継手の1例を示す斜視図
、第5図は第一のノズル組を示す第3図のA部平面図、
第6図は第3図のA部をお方から見た図、第7図は第二
〜第三のノズル組を示す第3図のB部を右方から見た図
、第8図は先発明のアンテナ装置の姿勢制御時の動作を
示すフローチャートである。 1;基台、2:支持筒、3:垂直支持軸、4ニラシアル
軸受、5;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:防風板、25:
第一の目標設定器、26:切り換えスイッチ、27:比
較器、28;アンテナ駆動装置、29:アンテナ運動系
、30:ジャイロセンサ、31:積分器、32:第二の
目標設定器、33;駆動信号発生器、34:アンテナの
電気系、35:受信器。
FIG. 1 is a block diagram showing the control part of the geostationary satellite tracking antenna device of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the state in which the peak value signal is obtained by the second target setter, and FIG. FIG. 4 is a schematic side view showing the mechanical device part of the antenna device, FIG. 4 is a perspective view showing an example of a universal joint that connects the vertical shaft and the support frame, and FIG. A section plan view,
Fig. 6 is a view of section A in Fig. 3 viewed from the side, Fig. 7 is a view of section B in Fig. 3 showing the second to third nozzle sets, viewed from the right, and Fig. 8 is a view of section A in Fig. 3 viewed from the right. It is a flowchart which shows the operation|movement at the time of attitude control of the antenna apparatus of a prior invention. 1: Base, 2: Support cylinder, 3: Vertical support shaft, 4 Niradial bearing, 5: Thrust bearing, 6 Universal joint, 7: Antenna support frame, 8: Antenna, 9: Support arm, 10: Balance weight, 11.12: Rotation center axis, 13: Support arm, 14
.. 15: nozzle, 16: first nozzle group, 17: second nozzle group, 18: third nozzle group, 19.20,21.
22: Nozzle, 23: Detection means, 24: Windbreak plate, 25:
First target setter, 26: changeover switch, 27: comparator, 28; antenna drive device, 29: antenna movement system, 30: gyro sensor, 31: integrator, 32: second target setter, 33; Drive signal generator, 34: Antenna electrical system, 35: Receiver.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)支持枠に固定され、静止衛星との間で通信を行な
うアンテナと、静止衛星の向きを指示する、第一の目標
設定器と、上記支持枠を変位させる事により、アンテナ
の向きを変えるアンテナ駆動装置と、上記支持枠に対し
て固定され、アンテナの向きが変化する速度を検出する
ジャイロセンサと、このジャイロセンサから送り出され
る速度信号を積分し、アンテナの位置を表わす位置信号
を出力する積分器と、静止衛星から上記アンテナに達す
る電波の強さと上記積分器で求められたアンテナ位置と
の関係を求め、電波の強さが最も大きくなるアンテナの
位置をピーク値信号として出力する、第二の目標設定器
と、この第二の目標設定器から送られて来るピーク値信
号と上記積分器から送られて来るその瞬間に於けるアン
テナ位置を表わす位置信号とを比較し、両信号の差及び
その方向を誤差信号として出力する比較器と、この比較
器から送られて来る誤差信号に基づいて、上記ピーク値
信号と位置信号との差をなくす方向にアンテナの向きを
変える為の駆動信号を求め、この駆動信号を前記駆動装
置に送り出す駆動信号発生器とから成り、前記第二の目
標設定器は、ピーク値信号の大きさが一定以上に達した
場合に座標変換を行なって、その瞬間に於けるピーク値
を座標の原点とすると同時に、前記積分器をリセットす
る動作を行なう、静止衛星追尾用アンテナ装置。
(1) An antenna that is fixed to a support frame and communicates with a geostationary satellite, a first target setter that indicates the direction of the geostationary satellite, and a first target setter that directs the direction of the geostationary satellite.By displacing the support frame, the antenna direction can be adjusted. a gyro sensor that is fixed to the support frame and detects the speed at which the antenna changes direction; and a gyro sensor that integrates the speed signal sent from the gyro sensor and outputs a position signal that represents the position of the antenna. an integrator that determines the relationship between the strength of radio waves reaching the antenna from the geostationary satellite and the antenna position determined by the integrator, and outputs the antenna position where the strength of the radio waves is greatest as a peak value signal; A second target setter compares the peak value signal sent from the second target setter with the position signal representing the antenna position at that moment sent from the integrator, and compares both signals. a comparator that outputs the difference and its direction as an error signal, and a comparator that changes the direction of the antenna in a direction that eliminates the difference between the peak value signal and the position signal based on the error signal sent from this comparator. and a drive signal generator that obtains a drive signal and sends this drive signal to the drive device, and the second target setter performs coordinate transformation when the magnitude of the peak value signal reaches a certain level or more. An antenna device for tracking a geostationary satellite, which performs an operation of setting the peak value at that moment as the origin of coordinates and resetting the integrator at the same time.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11142496A (en) * 1997-11-06 1999-05-28 Mitsubishi Electric Corp Satellite radio wave monitoring device
JP2001144515A (en) * 1999-11-11 2001-05-25 Ikegami Tsushinki Co Ltd Antenna support device
JP2010050688A (en) * 2008-08-21 2010-03-04 Japan Radio Co Ltd Directional antenna device

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