JPH04204174A - 移動体上アンテナの姿勢制御装置 - Google Patents

移動体上アンテナの姿勢制御装置

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Publication number
JPH04204174A
JPH04204174A JP33513190A JP33513190A JPH04204174A JP H04204174 A JPH04204174 A JP H04204174A JP 33513190 A JP33513190 A JP 33513190A JP 33513190 A JP33513190 A JP 33513190A JP H04204174 A JPH04204174 A JP H04204174A
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JP
Japan
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antenna
attitude
satellite
date
time
Prior art date
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Pending
Application number
JP33513190A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuo Suzuki
勝雄 鈴木
Sadami Mizuno
水野 貞視
Eiji Kato
英治 加藤
Yoshihiro Arakawa
佳大 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、アンテナの受信レベルを監視して受信レベル
が高くなる方向にアンテナ姿勢を調整する、移動体上ア
ンテナの姿勢制御装置に関する。
(従来の技術) 移動体上のアンテナを常に電波源方向に向ける場合、ジ
ャイロで移動体の姿勢変化を検出し、該姿勢変化による
アンテナの姿勢ずれ(電波源に対する)を予測演算し、
その分アンテナ姿勢を補正する技術(ジャイロ追尾)が
提案されている。この種の姿勢制御装置の1つが特開平
64−13801号公報に提示されている。
ジャイロ追尾では、一般にヨー角検出器およびピッチ角
検出器等で移動体の姿勢を検出し、移動体の姿勢の変化
に対応してアンテナの姿勢(アジマス方向およびエレベ
ーション方向)を変更するが、フィードフォワード制御
であるので、ジャイロ追尾のみでは受傷外れになり尋す
い。このためニニカルスキャン等の連続ロービング方式
の追尾(受信追尾)を併用している。コニカルスキャン
等の受信追尾が、フィードバック制御によりジャイロ追
尾のエラーを修正することになる。
(発明が解決しようとする課題) 受信追尾を行なう場合、受信信号を基にボインティング
誤差(最大受信信号の受信位置からのずれ)を解消しよ
うとするため、信号を受信できる状態でなくてはならな
い。信号が受信できない原因として、ボインティング誤
差が大きすぎる、障害物による電波が遮断されている、
衛星衰期間中で発信が途絶えている、等があるが、ボイ
ンティング誤差が大きすぎたり障害物による電波が遮断
されている場合は、ユーザにおいて比較的容易にその状
況を判断できるが、衛星の衰期間中で発信が途絶えてい
る場合は、ユーザが衛星の衰期間中であることを判断し
ずらく、装置の故障と見分がつかない。
本発明は、衛星の衰期間中により発信が途絶えている状
態に直ちに対処しうる姿勢制御装置を提供することを目
的とする。
C発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 本発明の姿勢制御装置は、移動体上でアンテナ(Ant
)を回動自在に支持する支持機構(+1O−155) 
;アンテナ(Ant)を回転駆動する駆動手段(141
,151) ;アンテナ(AnI)に接続された受信機
(BSR) ;受信機(13sR)の受信信号レベル(
BSs)を参照しそれが高く、なる方向に駆動手段(1
41,151)を介してアンテナ(Ant)の姿勢を変
更する、制御手段(4)1日付および時間を計測する計
測手段(6):表示手段(23) ;および、計測手段
(6)が計測した日付および時間があらかじめ決められ
た期間内にある日付および時間と合致すると、制御手段
(4)の制御を停止して表示手段(23)に所定の表示
を行なう表示制御手段(4);を備える。
なお、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の
対応要素又は対応事項を示す。
(作用) 制御手段(わが、受信信号レベル(BSs)に対応して
、それが高くなる方向に駆動手段(141,151)を
介してアンテナ(Anlの姿勢を変更する(受信レベル
対応のアンテナ姿勢補正)。これにより、電波受信が可
能なときには、アンテナ(AnI)が電波源に対して、
より良好な受信レベルとなる姿勢に調整される。従って
アンテナ姿勢は、より受信レベルが高いものに更新され
る。
また、表示制御手段(4)が、計測手段(6)が計測し
た日付および時間があらかじめ決められた期間内にある
日付および時間と合致すると、制御手段(4)の制御を
停止して表示手段(23)に表示を行なう。従って、衛
星の衰期間中などにより衛星から電波の発信が途絶える
期間をあらかじめ決められた日付および時間としておけ
ば、この時に無駄な姿勢制御を行なう必要がなく、また
、表示を衛星の衰期間中を表わす表示とすれば、該表示
により衛星の衰期間中であることが直ちにわかり、ユー
ザが誤って装置の故障と判断することがない。
本5!明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下
の実施例の説明より明らかになろう。
(実施例) 第1図に本発明の一実施例を示す。この実施例は第2e
図に示す自動車に搭載されているものであって、静止衛
星放送受信用のBSアンテナAntの姿勢を制御する。
自動車には、振動方式のジャイロであるヨー角速度検出
器30が装備されており、自動車のヨー角速度(進路変
更方向の回転角速度)を検出しこれを表わすアナログ信
号(ヨー角速度信号)をインターフェイス3に与える。
インターフェイス3は、ヨー角速度信号をノイズ除去、
増幅等の電気的処理を施こしてマイクロコンピュータ4
に与える。マイクロコンピュータ4は、CPU、RAM
、ROM、システムコントローラ等の電子回路素子を含
むコンピュータシステムであり、ヨー角速度信号をデジ
タル変換して読込む。
マイクロコンピュータ4には、インターフェイス3およ
び5が接続されており、これらのインターフェイス3.
5に、操作ボード22.BS受信機BSR,アジマスモ
ータドラオーバAZDおよびエレベーションモータドラ
イバELDが接続されている。また、マイクロコンピュ
ータ4にはカレンダー時計6が接続されている。カレン
ダー時計6は現在の日付および時間を刻み、この日付お
よび時間情報をマイクロコンピュータ4に与える。
BSアンテナAntの電波受信信号はBS受信機に至り
、そこで衛星放送信号に復調されデイスプレィBSDに
与えられ、デイスプレィBSDが静止衛星テレビジョン
放送画像を映す。衛星放送信号はインターフェイス5に
も与えられ、インターフェイス5が電波受信信号を信号
レベルを表わすアナログ信号BSsに変換してマイクロ
コンピュータ4に与える。マイクロコンピュータ4は、
該アナログ信号BSsをデジタル変換して読込む。
アジマスモータドライバAZDおよびエレベーションモ
ータドライバELDは共に、モータに正転付勢電流と逆
転付勢電流を選択的に流すための電気回路(モータドラ
イバ)とCPUを主体とするコンピュータ回路(コント
ローラ)で構成されており、それぞれマイクロコンピュ
ータ4からのステップ回転指示信号(方向十回転角度)
に応答して指示された方向に指示された角度分、各機構
のモータを回転付勢し、又は、マイクロコンピュータ4
からの連続回転指示信号(方向+速度)に応答して指示
された方向に指示された速度で、各機構のモータを回転
付勢し、しかも、アンマス機構のロータリエンコーダ1
48およびエレベーション機構のロータリエンコーダ1
57が発生する電気パルスをカウントして、アンテナA
ntのアジマス姿勢(回転位置)データおよびエレベー
ション姿勢(回転位置)データを、アンテナ駆動による
姿勢変化分更新し、常時その時点のアンテナ姿勢を示す
データをアジマス位置レジスタAZPRおよびエレベー
ション位置レジスタELPRに保持する。
第2a図に、BSアンテナAntを支持しその姿勢を定
める機構を示す。この機構は、BSアンテナAntを、
アジマス方向(第1軸Yを中心とする)に回転駆動し、
かつエレベーション方向(第2軸Xを中心とする)に回
転駆動する、2軸回転駆動機構である。
アンテナAntは、平板状円形の、比較的に受信範囲が
広いビームアンテナであり、アンテナブラケット110
に固着されている。
第3図に、BSアンテナAntの指向特性を示す。縦軸
はCN比、横軸はアンテナの受光面(円形)の中心を通
る垂線と、該中心と電波源(静止衛星)とを結ぶ直線と
のなす角度である。この角度が86程度以下で、CN比
は最高CN比(15dB)の50%以上を示す。
再度第2a図を参照すると、アンテナブラケット110
のアングル113aに、水平軸113b(その中心が第
2軸X)が固着されている。水平軸113bは図面と垂
直な方向に延びでおり、その一端部が、ベアリング(図
示せず)を介して、支持アーム121aで、回転自在に
支持されている。支持アーム121aは回転台120に
固着されている。水平軸113bの他端部は、ベアリン
グを介して、支持アーム121aと同様なもう1つの図
示しない支持アームで回転自在に支持されている。該も
う1つの図示しない支持アームも回転台120の、後述
する円筒シャフト116に関して支持アーム121aと
対称な位置に、固着されている。
回転台120は大略で、円板状の平歯車であり、その中
心部に、ガイド穴120hを有し、側周面にギア120
aを有し、ベアリング122を介して固定台130に、
ギア120aの回転中心軸(第1軸)Yを中心に回転自
在に装着されている。
回転台120のギア120aにはギア144が噛合って
おり、このギア144がギア軸145および減速機14
0を介してアジマス駆動モータ141で回転駆動される
。減速機140およびモータ141は、固定台130に
固着されている支持台146に固定されている。ギア軸
145にはロータリエンコーダ148が結合されており
、ギア軸145の所定小角度の回転につき1パルスの電
気パルスを発生する。この電気パルスはアジマスモータ
ドライバAZDに与えられる。
回転台120の下面に対向しそアジマスホームポジショ
ン検出用のスイッチ147が設置されており、回転台1
20の下面の、該スイッチ147の操作”子が対向する
位置に、該操作子が落ち込むテーパ穴(−点)が刻まれ
ている。スイッチ147は、その操作子が回転台120
の下面で押されているときには開(オフ)であり、テー
パ穴が操作子に対向するとき操作子が該穴に進入し、ス
イッチ147は閉(オン、ホームポジション検出)とな
る。回転台120が1回転する間−回、スイッチ147
の操作子がテーパ穴に進入してオン(ホームポジション
検出)となる。スイッチ147の開閉信号はアジマスモ
ータドライバAZDに与えられると共に、インターフェ
イス5を介してマイクロコンピュータ4にも与えられる
第2a図のIIB−nB線拡大断面を示す第2b図を参
照すると、減速機140の内部において、ギア軸145
にはウオームホイール143が固着されており、このウ
オームホイール143に噛合うウオーム142がモータ
141 (第2a図)の回転軸に結合されている。
モータ141が正回転するとギア144が一方の方向に
回転して回転台120が第1軸Yを中心に一方の方向に
回転する。すなわちアンテナAntが第1軸Yを中心に
正方向に回転する。モータ141が逆回転するとアンテ
ナAntが逆方向に回転する。
回転台120のガイド穴120hを円筒シャフト116
が貫通しており、回転台120に対して、第1軸Yが延
びる方向に移動自在である。図示しないが、円筒シャフ
ト116の側周面には、第1軸Yと平行な溝が刻まれて
おり、回転台120のガイド穴120hには、第1軸Y
と平行でこの溝にはまったレール状の突状があり、この
突条により、円筒シャフト116は、回転台120に対
して第1軸Yが延びる方向には移動し得るが、第1軸Y
を中心とする回転は不可である。したがって、回転台1
20が第1軸Yを中心に回転すると同じく円筒シャフト
116も第1軸Yを中心に回転する。
円筒シャフト116の上端にはビン117が固着されて
おり、このビン117に、回動自在にリンクアーム11
5の下端が結合されている。リンクアーム115の上端
はブラケット110のアングル111に固着されたビン
112に、回動自在に結合されている。
ブラケット110はアングル113aより、水平軸11
3bの延びる方向(第2a図の紙面に垂直な方向)と直
交する水平方向で離れているので、第2a図において円
筒シャフト116が上方向に移動するとアンテナAnt
が水平軸113bを中心に反時計方向に回転(上向き回
転)し、円筒シャフト116が下方向に移動するとアン
テナAntが時計方向に回転(下向き回転)する。
円筒シャフト116の下半分の外側局面には、螺旋状で
はなくリング状の、ギア116aが刻まれている。リン
グ状のギア116aの(山および谷の)それぞれは、第
1軸Yと直交する方向に平行である。このリング状のギ
ア116aにギア154が噛合っている。
第2a図のmc−nc線拡大断面を示す第2c図をも参
照すると、ギア154のギア軸155には、減速機15
0のウオームホイール153が固着されている。ウオー
ムホイール153に噛合うウオーム152は、エレベー
ション駆動モータ151 (第2a図)の回転軸に結合
されている。減速機150およびモータ151は、固定
台130に固着された支持台146に固定されている。
エレベーション駆動モータ151が正回転するとギア1
54が第2a図で時計方向に回転して円筒シャフト11
6が上移動してアンテナAntが時計方向に回転(上向
き回転)する。モータ151が逆回転するとアンテナA
ntが反時計方向に回転(下向き回転)する。
円筒シャフト116の上、下動によりリンクアーム11
5にはビン117を中心とする回転力が加わりリンクア
ーム115がビン117を中心に回動する。この回動の
ときリンクアーム115の回動が阻害されないように、
円筒シャフト116の上端には、第2d図に示すように
、割り溝118が刻まれている。
上述のように、円筒シャフト116のギア116aにギ
ア154が噛合っているが、ギア116aの山および谷
のそれぞれが円筒ンヤフト116の側周面を周回するリ
ングをなし、しがもそれらが第1軸Yと平行であるので
、ギア154が静止しているときおよび回転していると
きのいずれでも、円筒シャフト116は、ギア154で
回転が拘止されることがなく、第1軸Yを中心に回転し
うるし、この回転自身で円筒シャフト116がギア15
4に対して上下することはない。
第2c図を参照すると、ギア154のギア軸155には
カム板156が固着されている。このカム板は、外周縁
部に段差を有するものである。
このカム板156の外周面に上リミットスイッチ158
と下リミットスイッチ159が対向しており、アンテナ
Antのエレベーション回転角が所定範囲内にあるとき
には、スイッチ158および159の操作子がカム板1
56の小半径外周面に対向しているので、スイッチ15
8,159共に開くオフ)である。アンテナAntが時
計方向に回転し時計方向回転のリミット位置(上向きリ
ミット)に達するとカム板156の小半径外周面から大
半径外周面へ切換わるテーパ面がスイッチ158の操作
子を押し、これによりスイッチ158が閉(オン)に切
換わる。アンテナAntが半時針方向に回転し半時針方
向回転のりミント位置(下向きリミット)に達するとカ
ム板156の小半径外周面から大半径外周面へ切換わる
テーパ面がスイッチ159の操作子を押し、これにより
スイッチ159が閉(オン)に切換わる。スイッチ15
8および159の開閉信号はエレベーションドライバE
LDに与えられ、また、インターフェイス5を介してマ
イクロコンピュータ4に与えられる。
ウオーム152にはロータリエンコーダ157が結合さ
れており、ウオ一ム152の所定小角度の回転につきl
パルスの電気パルスを発生する。
この電気パルスはエレベーションモータドライバELD
に与えられる。
上述のように、アンテナAntを第1軸Yを中心に回転
駆動するための減速機140およびモータ141、なら
びに、アンテナAntを、第1軸Yと直角をなす水平軸
113b(第2軸X)を中心に回転駆動するための減速
機150およびモータ151が、共に固定台130に固
着されているので5それらのモータ141,151への
給電には、摺動接続手段を要しない。
第2a図を参照すると、コンバータConvは、アンテ
ナブラケット110に装着され、アンテナAntで受信
した12GHz帯の衛星放送電波をIGHz帯のBS−
IFに変換する。変換された信号は、ケーブル161を
介してロータリジヨイント160に送られ、そしてBS
受信機BSR(第1図)に至る。
ところがブラケット110に固着されたコンバータCo
nvは、アンテナAntと共に、第1軸Yおよび水平軸
113bを中心に回転するので、コンバータConvの
信号線および受電線と、固定部にあるBS受信機BSR
の信号線および給電線とは、摺動接続手段を介して接続
する必要がある。
この実施例では、アンテナAntの、水平軸113bを
中心とするエレベーション回転範囲は360度以下であ
ればよいので、コンバータConvの信号線および受電
線でなる電気ケーブル161は、比較的に可撓性が高い
ものとして、更に長さに余裕をもたせて360度以上の
回転も可能とし、円筒シャフト116の内式を貫通して
ロータリジヨイント160まで配線してそれに接続して
いる。ロータリジヨイント160には、BS受信機BS
Rからの電気ケーブル162が接続されており、このロ
ータリジヨイント160により、ケーブル161と16
2の、互に電気接続すべきリードが、第1軸Yを中心と
する相対的な回転にもかかわらず、互に電気接続されて
いる。
水平軸113bを中心とするアンテナAntの回転に対
しては、ケーブル161が、大略でビン117当りを中
心とする如きの首振りをする。
このように、この実施例では、摺動接続手段は1組(ロ
ータリジヨイント160°′)のみ用いられている。
エレベーション機構(150,151)のエレベーショ
ン駆動モータ151は駆動ギア154を回転駆動するが
、駆動ギア154によって往復駆動される円筒シャフト
116は回転台120に対して摺動するので、回転台1
20およびそれを回転駆動するアジマス機構(144,
140゜141)は、エレベーション機構(150゜1
51)によっては駆動されず、エレベーション機構(1
50,151)の負荷とはならない。エレベーション機
#(150,151)が支持する物体は、実質上BSア
ンテナAnt、BSコンバータConv、  リンクア
ーム115および円筒シャフト116であり、荷重が小
さいので慣性力が小さく、第2軸(X)を中心とするB
SアンテナAntのアジマス駆動およびエレベーション
駆動を比較的に高速で行なうことができ、しかも位置決
めを比較的に高精度で行ない得る。
第4図を参照すると、操作ボード22には、アンテナA
ntの方位角データ(以下アジマスデータ)、仰(俯)
角データ(以下エレベーションデータ)、受信レベルお
よび各種メツセージを表示するためのLCD (2次元
液晶表示板)23.アンテナAntのオート姿勢制御を
指示するスタート(START)キー24.アンテナA
ntのオート姿勢制御停正を指示するストップ(STO
P)キー25.マニュアル姿勢制御のためのアップキー
(Uキー)26、ダウンキー(Dキー)27.ライトキ
ー(゛ Rキー)28、およびレフトキー(Lキー)2
9が備わっている。 第5a図に、マイクロコンピュー
タ4の制御動作の概要を示す。図示しない電源回路が、
車両のイグニションキーがエンジン作動状態の位置(イ
グニションキースイッチ オン)にあるときに、車両上
バッテリに接続されて、第1図に示す電気回路の各部に
所定の電圧を印加する。なお、モータドライバAZD、
ELDには、モータ通電用にバッテリ電圧も印加される
マイクロコンピュータ4は、それ自身に所定電圧が印加
されると、「システムイニシャライズ」(サブルーチン
1:以下、カッコ内ではステップとかサブルーチンとい
う語を省略してそれに付した番号のみを記す)を実行し
て、内部レジスタ。
タイマ、カウンタ等を待機状態に定められている内容に
設定し、出力ポートには非作動(消勢)を指定する信号
を設定する。そして、「システムイニシャライズ」 (
1)の中で、「アンテナ姿勢の初期化」を実行する。こ
れにおいては、アンテナAntを、アジマス方向ではホ
ームポジション(スイッチ147オン)に、エレベーシ
ョン方向では半時針方向回転(下向き回転)のリミット
位置(下向きリミット位置:スイッチ159オン)に定
めて、すなわちアンテナ姿勢原点に定めて、姿勢レジス
タ(アジマス位置”レジスタAZPR/エレベーション
位置゛レジスタELPR)をクリアする。
マイクロコンピュータ4は、モータドライバAZDおよ
びELDの両者からReady信号を受信すると、5T
ARTキー24がオン操作されるまで、ステップ4(以
下ステップをSと表わす)のマニュアル操作処理を実行
するループを構成する。
マニュアル操作処理を第6図に示したフローチャートを
参照して説明する。Uキー26の操作があると、マイク
ロコンピュータ4は330からS31に進み、ここでエ
レベーション上リミットスイッチ158のオン(閉)/
オフ(開)を調べる。
スイッチ158がオン(閉)になっていればアンテナA
ntのエレベーション方向の姿勢は仰角の上限界にあり
、それ以上の上向駆動は不可能であるが、そうでなけれ
ば332でエレベーションモータドライバELDに、I
 HeP上シフト処理の実行を指示する。また、Dキー
27の操作があると、333から334に進み、ここで
エレベーション上リミットスイッチ159のオン(閉)
/オフ(開)を調べる。スイッチ159がオン(閉)に
なっていればアンテナAntのエレベーション方向の姿
勢は俯角の下限界にあり、それ以上の下向駆動は不可能
であるが、そうでなければ335でエレベーションモー
タドライバELDに、15tep下シフト処理の実行を
指示する。
Rキー28の操作があった場釡′には、マイクロコンピ
ュータ4は、336から337に進み、ここでアジマス
モータドライバAZDに、I Nep右シフト(時計方
向回転 正回転)を指示し、Lキー29の操作があった
場合には、S38から339に進み、ここでアジマスモ
ータドライバAZDに、15lep左シフト(半時針方
向回転 逆回転)を指示する。
再度第6図を参照すると、マイクロコンピュータ4は、
S40においてモータドライバAZD。
ELDによる1 5tep右シフト、 15tep左シ
フト215tep上シフトあるいは1step下シフト
が実行されるのを待ち、541においてモータドライバ
AZD、ELDより転送されたAzデータおよびELデ
ータを読み取る。さらに、342では、受信レベルBS
sを読み取ってレジスタL1に格納し、343において
、Azデータ、ELデータおよびレジスタL1の受信レ
ベルBSsをLCD23に表示する。
マイクロコンピュータ4は、S4およびS5(第5a図
)において、5TARTキー24がオン操作されると、
カレンダー時計6より与えられる日付時間を読込み(D
I)、現在が衛星の衰期間中でなければ(D2)、S5
で第7図に示す「初期サーチJS5を実行する。なお、
現在が衛星の衰期間中である場合は、ステップSLCに
戻り、衛星の食が終了するまで、ステップ5LC−hD
1→D2を繰返し、待機する。
ここで、第7図を参照して「初期サーチJS5の内容を
説明するが、まず第10図を参照して「初期サーチJS
5の概念を説明する。これにおいては、受信レベルBS
sを監視しながらアンテナAntのエレベーション方向
の姿勢を下限位置(俯角限界)から上限位置(仰角限界
)まで1ステツプ毎の上シフトを繰り返し、上限位置に
なるとアンテナAntのアジマス方向の姿勢を1ステツ
プ右にシフトし、今度は上限位置から下限位置まで1ス
テツプ毎の下シフトを繰り返し、下限位置になるとアン
テナAntのアジマス方向の姿勢を1ステツプ右にシフ
トし、以上を受信レベルBSsが受信に充分なレベルに
なるか、アジマスステップ駆動量が一回転(360度)
になるまで全周(エレベーション方向では下限位置から
上限位置、アジマス方向では0″〜3596 に亘って
繰り返す(実際には1ステツプの移動が1°であるので
、第10図より遥かに細くなる)。
第7図を参照してより具体的に説明すると、350にお
いて、そのときのAzデータをレジスタA1およびA2
に格納し、ELデータをレジスタE]およびE2に格納
すると、351でフラグF1をリセット(0)する。フ
ラグF1は、エレベーション方向のシフトの向き(上/
下)を設定するフラグである。
この後、S52で受信レベルを読み取り、その値をレジ
スタL1に格納する。このときの受信レベル、すなわち
、レジスタL1の値が所定レベルTHI以上のときには
、マイクロコンピュータ4は、353から直ちにメイン
ルーチンにリターンするが、所定レベルTHI未満であ
れば、354以下に進んでアンテナAntの姿勢変更を
行う。
この姿勢変更ではまず、フラグF1をリセット(0)し
ているときには、エレベーション上リミットスイッチ1
58がオンでなければ、S54→555−356と進み
、ここでエレベーションモータドライバELDに前述の
15tep上シフトを指示し、S57でレジスタE2の
値を1インクリメントする。モータドライバELDより
シフト終了の信号を受信するとマイクロコンピュータ4
は、再度S52に戻り、受信レベルを監視しながら、上
記を繰り返す。受信レベルが所定値781以上になる前
にスイッチ158がオンになると、S58でフラグF1
をセット(1)し、359でアジマスモータドライバA
ZDに前述の1step右シフトを指示し、360でレ
ジスタA2の値を1インクリメントする(ただし、ホー
ムポジションスイッチ147がオンになるとそこでアン
テナを左−回転駆動する)。
フラグF1をセット(1)した後は、354→361→
363と進み、ここでモータドライバELDに前述の1
5tep下シフトを指示し、364でレジスタE2の値
を1デクリメ′ン卜する。この処理を繰り返して、受信
レベルが所定値781以上になる前にスイッチ159が
オンになると、S62でフラグF1をリセット(0)し
、S59でアジマスモータドライバAZDに15tep
右シフトを指示し、560でレジスタA2の値を1イン
クリメント(左シフトのときはデクレメント)する。
以上の処理を繰り返す間に、受信レベルBSsが所定値
781以上になるとメインルーチン(第5a図)にリタ
ーンするが、受信レベルが所定値TH1以上になる前に
アンテナAntの姿勢が「初期サーチJS5を開始した
ときの状態、すなわち、レジスタA2の値がレジスタA
1の値に、レジスタE2の値がレジスタE1の値に、そ
れぞれ等しくなると、366から367に進み、LCD
23に「受信不能」を表示し、メインルーチン(第5a
図)の53に戻る。
「初期サーチJS5で、受信レベルBSsが所定値78
1以上となるアンテナAntの姿勢を探索すると、第5
a図の86でヨー角速度検出器30が検出したヨー角速
度Yasを読込む(B6)。
その後、「衛星食対処J  (BS)を実行する。こ二
で、第5b図を参照して「衛星食対処J  (BS)に
ついて説明する。この処理ではまず、カレンダー時計6
の日付時間を読込み(BSI)、現在が衛星の衰期間中
であれば(BSIO)、衛星の衰期間中であることを示
すフラグFBSの値をチエツクしくB53)、フラグF
BSが1でなければ、これを1にヤツ、トする(BS4
)。その後、積分レジスタIRRをクリアし、第5a図
のステップ6で読込んだYasと積分時間dtとの積を
レジスタIRRに挿入する(BS5.B56)。そして
、LCD23に”衰期間中”表示を行ない、dt時間経
過待ちの後、第5a図のステップ6に戻る(BS7.B
58)。一方、ステップBS3においてフラグFBSが
1であった場合は、IRRの値を、第5a図のステップ
6で読込んだYasと積分時間dtとの積にIRRを加
算した値に更新する。
ステップ10において、現在が衛星の衰期間中でない場
合は(BS 10)、衛星の衰期間中であることを示す
(この場合は、このステップに入る前に衛星の衰期間中
であったことを示す)フラグFBSの値をチエツクしく
BSII)、フラグFBSが1であれば、これを0にリ
セットする(BSI2)。そしてアンテナの姿勢をIR
R分変頁変更LCD23の”衰期間中”表示を解除する
(BSI3.B514)。なお、アンテナの姿勢を変更
した時にYasO値をクリアする。一方、ステップBS
IIでフラグFBSが0であった場合は、そのままリタ
ーンする。
すなわち、この処理(BS)では通常時(通常受信時)
から衰期間中になった時にBS4〜BS8の処理を実行
し、衰期間中はBS9の処理を実行する。また、衰期間
中から通常時になった最初だけB511〜B514の処
理を実行し、通常時は何も実行せずにリターンする。こ
れにより衛星の衰期間中は、”衰期間中”表示を行ない
、かつYasの値を読込み、ジャイロによるアンテナ移
動データの累積を行ない、衰期間中から通常時に戻った
時に累積データ分のアンテナの姿勢補正を行なう。
再度第5a図を参照するとステップ7において、Yas
(その符号がモータ回転方向を指定し、数値の絶対値が
速度を指定する)データをアジマスモータドライバAZ
Dに転送する(S7)。
アジマスモータドライバAZDは、データYasの符号
がマイナス(自動車が左回転)であると右方向に、プラ
スであると左方向にアンテナAntを回転付勢するよう
にアジマスモータ141を回転付勢し、ロータリエンコ
ーダ148が発生するパルスを監視してアンテナAnt
の回転速度を算出し、これがYasで指定された速度に
合致するように、アジマスモータ141の速度制御を行
なう。
S7でデータYaaをアジマスモータドライバAZDに
転送すると、マイクロコンピュータ4は、図面には示し
ていないが、T1タイマ(内部タイマ)をスタートする
。そして、37.S14,317等を、実質上周期T1
で繰返し実行するために、313.516又はS17か
ら56に戻るときに、T1タイマのタイムオーバを待ち
、タイムオーバするとB6に進む。
マイクロコンピュータ4は次の310で受信しベルBS
sを読み取ってレジスタL1に書込み、アンテナAnt
の姿勢を示すAzデータおよびELデータをモータドラ
イバAZD、ELDから読み取った後、これらのデータ
をLCD23に表示する。
<I)513では、このときの受信レベルBSs、すな
わち、レジスタL1の値と所定レベルTHIとを比較し
、レジスタL1の値が所定レベルTH1以上である限り
、S6→5BS−37→S8→SIO→313→S6→
・・・・なるループを繰り返して、ヨー角速度検出器3
0が検出したヨー角速度Yasに基づいたアンテナAn
tの姿勢制御処理(I)を実行する。
つまり、受信レベルBSsが第1設定値THI以上であ
る間は、ヨー角速度Yasに変化があると、それに対応
する分、アンテナAntの姿勢を補正する。これを継続
しているときに、5TOPキー25がオン操作されると
、s8でこれを読取って、第5a図に示すフローの33
(待機状態)に戻る。
上述の、受信レベルBSsが高く、ヨー角速度YaSに
基づいてそれの変化に連動してアンテナAntの姿勢を
変更する制御を実行するループ(S6→5BS−457
→S8→310→513→S6−・・・)において、受
信レベルBSs、すなわち、レジスタL1の値が所定レ
ベルTHI未満になると、マイクロコンピュータ4は3
13でこれを検知して、513から314に進み、「受
信追尾」S14を実行する。これを終えると更に受信レ
ベルBSsを読込んで(15)、第ルベルTHIより低
い受傷下限レベルTH2と比較する(16)。316で
、受信レベルBSsが受信下限レベルTH2未満の時は
、マイクロコンピュータ4は、817に進み「追尾サー
チ」 317を実行する。
(II)第8a図および第8b図を参照して「受信追尾
」S14の内容を説明する。
まず第11図を参照にしてその概念を説明する。
第11図は、アンテナを微小範囲のコニカル走査する時
の走査位置を平面に展開した概念図である。
この、微小範囲のコニカル走査は、アンテナAntの主
ビームを回転(1→2→3−4→5→6→7→8→1→
・・・・・)させ、目標電波源がアンテナビームの回転
中心にあると受信レベルはこの回転(走査)中実買上一
定になるが、目標電波源がビームの回転中心からずれて
ると受信レベルが走査中に変動し極大値が現われる現象
を利用するものである。第11図において1升目はエレ
ベーション方向(U/D)およびアジマス方向(R/L
)の1ステツプ(1°)を示し、各点1゜2.3,4,
5,6.7および8はアンテナAntの主ビーム(中心
)の投影点9点0はアンテナビームの回転中心(走査開
始直前の姿勢での指向方向)、矢印はアンテナAntの
姿勢のシフト方向を示す。また、点aにアイソトロピッ
クアンテナ(等方性点電波源)があるものとする。以下
、点OにアンテナAntが指向している状態からの「受
信追尾」S14を、第8a図、第8b図および第11図
を参照して説明する。
1) アンテナAntを起点Oから点1に駆動しく57
0〜573)、点1において受信レベルを記憶した(S
84)後、アジマス方向布に2ステツプシフト、エレベ
ーション方向下に1ステツプシフトして点2に指向しく
574)点2の受信レベルBSsを記憶する(3!14
)。
2)9次に、アジマス方向布に1ステツプシフト。
エレベーション方向下に2ステツプシフトして点3に指
向しく375)点3の受信レベルを記憶する(S84)
3〕0次に、アジマス方向左に1ステツプシフト。
エレベーション方向下に2ステツプシフトして点4に指
向しく376)点4の受信レベルを記憶する(S80゜ 4)1次に、アジマス方向左に2ステツプシフト。
エレベーション方向下に1ステツプシフトして点5に指
向しく377)点5の受信レベルを記憶する(384)
5)1次に、アジマス方向左に2ステツプシフト。
エレベーション方向上に1ステツプシフトして点6に指
向しく37g)点6の受信レベルを記憶する(S84)
6)0次に、アジマス方向左に1ステツプシフト。
エレベーション方向上に2ステツプシフトして点7に指
向しく379)点7の受信レベルを記憶する(3114
)。
7)0次に、アジマス方向布に1ステツプシフト。
エレベーション方向上に2ステツプシフトして点8に指
向しく380)点8の受信レベルを記憶する(384)
以上で、1回のコニカル走査が終了し、その全点(8点
)の受信レベルBSsが、レジスタFOR1ん8に書込
まれている。
8)0次に、点1から点8までの受信レベルを比較し受
信レベルの最高の点を求める(587〜91)。
9)、そして求めた最大点にアンテナビームの回転中心
点を合わすようにアンテナAntの姿勢を定める(39
2)。
第11図に示すa点が、電波源の位置であったときには
、受信レベルの大きさは、点l〉点2〉点8〉点3〉点
7〉点4〉点6〉点5となるので受信レベルの最高の点
は点1となる。よって、点1にアンテナビームの指向セ
ンターを合わすようにアンテナAntの姿勢を設定する
以上のように、「受信追尾」S14においては、当初の
アンテナビームの中心軸(点0)を中心に。
1サイクルの微小範囲のコニカル走査をして、受信レベ
ルの最高点を検出し、そこにアンテナビームの中心軸を
置くようにアンテナAntの姿勢を設定する。したがっ
て、電波源がアンテナAntに対して相対的に移動する
場合には、アンテナビームの中心軸(点0)の軌跡が電
波源と共に移動する態様で姿勢制御が行われてアンテナ
Antによる電波源の追尾が行われる。
(m)第9a図および第9b図に「追尾サーチ」317
の内容を、第12図に「追尾サーチ」317の処理概念
を説明するための模式図を示す。
これらの図面を参照すると、5100は、初期設定であ
り、第12wJに示す点すにアンテナAntが指向して
いる状態をTSC=0のときとする。
1)、 5101でTSCの値が4以下かをチエツクす
る。
TSCの値が4以下である限り5102へ進み5102
でスイッチ158の状態を調べて、オンでなければ31
03でモータドライバELDに1step上シフトを指
示する。これが第12図の、点O〜5までの走査である
。5101でTSCの値が5以上のときは、5104へ
進む。
2)、 3104でTSCの値が54以下かをチエツク
する。TSCの値が54以下である限り5105へ進み
モータドライバAZDに1step右シフトを指示する
。これが第12図の点5〜55までの走査である。 3
104でTSCの値が55以上のときは、51(16へ
進む。
3)、 3106でTSCの値が64以下かをチエツク
する。TSCの値が65より小さい限り5107へ進み
3107でスイッチ159の状態を調べて、オンでなけ
れば310gでモータドライバELDに1step下シ
フ)を指示する。これが第12図の点55〜65までの
走査である。3106でTSCの値が65以上のときは
、5109へ進む。
4)、 3109でTSCの値が164以下かをチエツ
クする。TSCの値が164以下である限り5ll(l
へ進みモータドライバAZDに1step左シフトを指
示する。これが第12図の点65〜165までの走査で
ある。3109でTSCの値が165以上のときは、5
illへ進む。
5)、 3111でTSCの値が174以下かをチエツ
クする。TSCの値が174以下である限り5112へ
進み3112でスイッチ158の状態を調べて、オンで
なければ5113でモータドライバELDに1step
上シフトを指示する。これが第12図の点165〜17
5までの走査である。5illでTSCの値が175以
上のときは、3114へ進む。
6)、 5114でTSCの値が224以下かをチエツ
クする。TSCの値が224以下である限り5115へ
進みモータドライバAZDに1steP右シフトを指示
する。これが第12図の点175〜225(先の点5)
の走査である。5114でTSCの値が225以上のと
きは、3116へ進む。
7)、 5116テT S (4)値が229以下であ
る限り5117へ進み5117でスイッチ159の状態
を調べて、オンでなければ5118でモータドライバE
LDに1step下シフトを指示する。これが第12図
の点225(先の点5)〜点230(先の点0)までの
走査である。
8)、 3116でTSCの値が230以上のとき、な
らびに、上述のようにシフトを指示して、シフトが終了
したときに、5120を実行して、受信レベルを読込み
、3121でそれが782以上であるかをチエツクして
、TM01上ときには、メインルーチン(第5a図)に
戻る。
782未満のときには5123で受信レベルBSsを再
度読込み、5124でそれが第2設定値TH2以上であ
るかをチエツクして、782以上のときにはメインルー
チンに戻るが、782未満のときには、3125でTS
Cの値を1大きい数値に更新して、3101に進む。
以上の3101−3125の処理により、受信レベルB
Ssが第2設定値TH2以上になるまでは、第12図に
示すように、点b (0)からスタートして、点1.2
.3.  ・・・230 (0)をこの順にたどる軌跡
でサーチ走査が行なわれ、各点で受信レベルが782以
上になったかがチエツクされる。782未満のまま点2
30(b=0)に達すると、すなわち元のスタート点に
戻ると、そこで5119でTSCが0にリセットされて
、また点すから同じサーチ走査が行なわれる。
このようなサーチ走査の間にも、各点に到達する毎に、
5122でモータ付勢パラメータセットが実行されて、
ヨー角速度Yasに対応する姿勢変更が実行されるので
、車両の姿勢変化が無い間は基点(b=o)の位置は変
わらないが、車両の姿勢変化があると、それに伴って基
点が自動的にシフトするが、基点に対するサーチ走査範
囲(第12図)は変わらない。
障害物により電波が遮ぎられている間は、上述の「サー
チ走査」S17が繰返えされ、その間に車両の姿勢が変
化するとそれに連動してサーチ走査の基点がシフトされ
る。したがって、電波が遮ぎられるとその直前のアンテ
ナのビーム中心軸の位置を基点(b=o:第12図)に
して、電波を受信するまで、第12図に示す軌跡のサー
チ走査が繰返えされ、その間に車両の姿勢変化があると
それに連動して基点がシフトする。
ここで要約すると、 (I)受信レベルBSsが第2レベルTH11u上の間
は、自動車のヨー角速度Yasのみに連動しテスなわち
姿勢変化にのみ対応して、アンテナAntの姿勢が変更
される。
(II)受信レベルBSsが、TH1未満かッTH2以
上にあるときには、上記(1)と共に、コニカルスキャ
ンとそれによって得た最適指向方向へのアンテナ姿勢変
更が行なわれる。
(III) 受信レベルBSsが第2レベルTH2未満
のときには、上記(I)に加えて、コニカルスキャンよ
りも広い範囲の追尾サーチ(第12図)が行なわれる。
なお、現在の日付時間が衛星の食刻間中である場合は、
LCD23に食刻間中の表示を行ない、衛星の食刻間中
でなくなるまで、追尾は実行しない。しかし、衛星の食
刻間中もYasの読込みは行ない、その値を演算累積し
、衛星の食刻間が終了した時に演算累積した値によりア
ンテナの姿勢補正を行なう。
以上の実施例の説明より、本発明が自動車9列車等の路
上車両以外の移動体、すなわち、船舶。
航空機等にも適用できることは容易に理解し得よう。
〔発明の効果〕
以上の通り本発明によれば、表示制御手段(4)が、計
測手段(6)が計測した日付および時間があらかじめ決
められた期間内にある日付および時間と合致すると、制
御手段(4)の制御を停止して表示手段(23)に表示
を行なう。従って、衛星の食刻間中などにより衛星から
電波の発信が途絶える期間をあらかじめ決められた日付
および時間としておけば、この時に無駄な姿勢制御を行
なう必要がなく、また、表示を衛星の食刻間中を表わす
表示とすれば、該表示により衛星の食刻間中であること
が直ちにわかり、ユーザが誤;゛て装置の故障と判断す
ることがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の、主に電気回路部の構成
を示すブロック図である。 第2a図は、該実施例の、アンテナ支持機構の縦断面図
である。 第2b図は、第2a図のIIB−IIB線拡線断大断面
図る。 第2C図は、第2a図のnc−uc線線入大断面図ある
。 第2d図は、第2a図に示す回転台120の上面を示す
拡大斜視図である。 第2e図は、第2a図に示すアンテナAntの、自動車
に搭載した状態を示す斜視図である。 第3図は、第2a図に示すアンテナAntの電波受信特
性を示すグラフである。 第4図は、第1図に示す操作ボード22の拡大平面図で
ある。 第5a図は、第1図に示すマイクロコンピュータ4の制
御動作の概要(メインルーチン)を示すフローチャート
である。 第5b図は、第5a図に示す「衛星食対処」BSの内容
を示すフローチャートである。 第6図は、第5a図に示す「マニュアル操作」4の内容
を示すフローチャートである。 第7図は、第5a図に示す「初期サーチJ5の内容を示
すフローチャートである。 第8a図および第8b図は、第5a図に示す「受信追尾
」 14の内容を示すフローチャートである。 第9a図および第9b図は、第5a図に示す「追尾サー
チ」17の内容を示すフローチャートである。 第10図は、第7図に示す「初期サーチ」5によるアン
テナAntの指向方向の推移を示す模式第11図は、第
8a図および第8b図に示す「受信追尾」 14による
アンテナAntの姿勢変更量を示すグラフであり、横軸
はアジマス方向、縦軸はエレベーション方向を示す。 第12図は、第9a図および第9b図に示す「追尾サー
チ」17によるアンテナAntの姿勢変更量を示すグラ
フであり、横軸はアジマス方向、縦軸はエレベーション
方向を示す。 3:インターフェイス 4:マイクロコンピュータ (制御手段9表示制御手段) 5:インターフェイス Ant:アンテナ(アンテナ) Conv:BSコンバータ BSR: BS受信機(受信機) BSD : CRT AZD :アジマスモータドライバ ELD:エレベーションモータドライハ10:アジマス
回転駆動機構 20:エレベーション回転駆動機構 22:操作ボード 23:LCD(表示手段〉 30:ヨー角速度検出器 110:アンテナブラケット 111.113a、114a:アングル112:ビン 
  113b:第2軸(X)Y:第1軸     11
5:リンクアーム116”円筒シャフト 116a:リングギア 120bニガイド穴 117:ビン 118;割り溝   120:回転台 120a:ギア   121a :支持アーム122:
ベアリング 130:固定台 140:減速機 141:アジマス駆動子−タ(駆動手段)142:ウオ
ーム  143:ウオームホイール144:ギア   
 145:ギア軸 146:支持台 147:アジマスホームポジションスイッチ148二ロ
ータリエンコーダ 150:減速機 151:エレベーション駆動モータ(駆動手段)152
:ウオーム  153:ウオームホイール154:ギア 155:ギア軸(110〜155:支持機構)157:
ロータリエン=−ダ 158 エレベーション上リミットスイッチ159 エ
レベーション上リミットスイッチ160 ロータリジヨ
イント 161.162°ケーブル

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 移動体上でアンテナを回動自在に支持する支持機構; 前記アンテナを回転駆動する駆動手段; 前記アンテナに接続された受信機; 前記受信機の受信信号レベルを参照しそれが高くなる方
    向に前記駆動手段を介して前記アンテナの姿勢を変更す
    る、制御手段; 日付および時間を計測する計測手段; 表示手段;および、 計測手段が計測した日付および時間があらかじめ決めら
    れた期間内にある日付および時間と合致すると、制御手
    段の制御を停止して表示手段に所定の表示を行なう表示
    制御手段; を備える、移動体上アンテナの姿勢制御装置。
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