JPH0779112A - 移動体搭載追尾用アンテナ制御装置 - Google Patents
移動体搭載追尾用アンテナ制御装置Info
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- JPH0779112A JPH0779112A JP22116493A JP22116493A JPH0779112A JP H0779112 A JPH0779112 A JP H0779112A JP 22116493 A JP22116493 A JP 22116493A JP 22116493 A JP22116493 A JP 22116493A JP H0779112 A JPH0779112 A JP H0779112A
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 15
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- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動体に搭載されたアンテナを、到来電波の
方向に低コストで高い指向精度で追尾させる。 【構成】 移動体座標と地球座標との関係を表す座標変
換マトリックスを算出する演算器（２５，２６，２７，
３３）と、アンテナの取るべきコマンド方位角、コマン
ド俯仰角からなるコマンド指向ベクトルを算出する演算
器（３４）と、アンテナの向きを到来電波の方向に近づ
けるべく、到来電波の受信信号からコマンド方位角、コ
マンド俯仰角を補正して、第２演算手段に送るコマンド
角補正手段（４０）と、座標変換マトリックスを用いて
コマンド指向ベクトルを移動体座標上でのアンテナ指向
ベクトルに変換する演算器（３５）と、移動体座標上で
のアンテナ指向ベクトルのベクトル要素成分に基づいて
移動体に搭載されたアンテナの指向制御を行う駆動装置
（２１、２２）と、を備える。
方向に低コストで高い指向精度で追尾させる。 【構成】 移動体座標と地球座標との関係を表す座標変
換マトリックスを算出する演算器（２５，２６，２７，
３３）と、アンテナの取るべきコマンド方位角、コマン
ド俯仰角からなるコマンド指向ベクトルを算出する演算
器（３４）と、アンテナの向きを到来電波の方向に近づ
けるべく、到来電波の受信信号からコマンド方位角、コ
マンド俯仰角を補正して、第２演算手段に送るコマンド
角補正手段（４０）と、座標変換マトリックスを用いて
コマンド指向ベクトルを移動体座標上でのアンテナ指向
ベクトルに変換する演算器（３５）と、移動体座標上で
のアンテナ指向ベクトルのベクトル要素成分に基づいて
移動体に搭載されたアンテナの指向制御を行う駆動装置
（２１、２２）と、を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両、船舶、飛行体等
の移動体に搭載されたアンテナの指向又は姿勢制御を行
うアンテナ制御装置に関し、特に、移動体に搭載された
アンテナを到来電波の方向に追尾させるべく制御する追
尾用アンテナ制御装置に関する。
の移動体に搭載されたアンテナの指向又は姿勢制御を行
うアンテナ制御装置に関し、特に、移動体に搭載された
アンテナを到来電波の方向に追尾させるべく制御する追
尾用アンテナ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のテレビアンテナ指向装置として、
特開平２−３０９７０２号公報に記載されたものがあ
る。この公報に開示されたテレビアンテナ装置は、ヘリ
コプター等の飛行体に搭載されたテレビアンテナを地上
局に指向させるための装置で、アンテナの指向方向を示
す設定情報としてのアンテナ方位角とアンテナ俯仰角を
用いて表される単位ベクトルを、機体座標上でのアンテ
ナ指向方向を示す単位ベクトルに変換して、アンテナの
指向の制御を行っている。
特開平２−３０９７０２号公報に記載されたものがあ
る。この公報に開示されたテレビアンテナ装置は、ヘリ
コプター等の飛行体に搭載されたテレビアンテナを地上
局に指向させるための装置で、アンテナの指向方向を示
す設定情報としてのアンテナ方位角とアンテナ俯仰角を
用いて表される単位ベクトルを、機体座標上でのアンテ
ナ指向方向を示す単位ベクトルに変換して、アンテナの
指向の制御を行っている。
【０００３】ところで、衛星や地上局等の相手局のアン
テナの指向角が小さいときには、移動体搭載アンテナの
高い指向精度が要求される。特に、静止衛星のアンテナ
は、遠くまで電波を通す必要があるため、アンテナ自身
が大きくなりその分指向角が小さくなる。そのため、近
年、移動体搭載アンテナの高い指向精度が要求されてい
る。
テナの指向角が小さいときには、移動体搭載アンテナの
高い指向精度が要求される。特に、静止衛星のアンテナ
は、遠くまで電波を通す必要があるため、アンテナ自身
が大きくなりその分指向角が小さくなる。そのため、近
年、移動体搭載アンテナの高い指向精度が要求されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、そのレートジャイロや加速度計等の慣性セン
サの精度に依存するため、高い精度を持たせようとすれ
ば、高価な慣性センサを使用しなければならず、装置全
体が高価になるという問題があった。本発明は、かかる
問題点に鑑みなされたもので、低コストでかつ高い指向
精度を有するアンテナ制御装置を提供することを目的と
する。
装置では、そのレートジャイロや加速度計等の慣性セン
サの精度に依存するため、高い精度を持たせようとすれ
ば、高価な慣性センサを使用しなければならず、装置全
体が高価になるという問題があった。本発明は、かかる
問題点に鑑みなされたもので、低コストでかつ高い指向
精度を有するアンテナ制御装置を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、移動体に搭載されたアンテナを、到来
電波の方向に追尾させるべく制御する追尾用アンテナ制
御装置であって、移動体の運動の角速度成分を検出する
角速度検出手段と、該角速度検出手段で検出された角速
度成分の積分演算により移動体座標と地球座標との関係
を表す座標変換マトリックスを算出する演算手段と、移
動体運動の加速度成分を検出する加速度検出手段と、移
動体の方位を検出する方位検出手段と、加速度検出手段
及び方位検出手段の検出出力に基づいて前記演算手段で
算出される座標変換マトリックスのドリフト分を除去す
るドリフト除去手段と、アンテナの取るべきコマンド方
位角、コマンド俯仰角からなるコマンド指向ベクトル
（〔ＡL 〕）を算出する第２演算手段と、アンテナの向
きを到来電波の方向に近づけるべく、到来電波の受信信
号からコマンド方位角、コマンド俯仰角を補正して、第
２演算手段に送るコマンド角補正手段と、座標変換マト
リックスを用いてコマンド指向ベクトル（〔ＡL 〕）を
移動体座標上でのアンテナ指向ベクトル（〔ＡB 〕）に
変換する第３演算手段と、移動体座標上でのアンテナ指
向ベクトル（〔ＡB 〕）のベクトル要素成分に基づいて
移動体に搭載されたアンテナの指向制御を行う駆動装置
と、を備える。
に、本発明では、移動体に搭載されたアンテナを、到来
電波の方向に追尾させるべく制御する追尾用アンテナ制
御装置であって、移動体の運動の角速度成分を検出する
角速度検出手段と、該角速度検出手段で検出された角速
度成分の積分演算により移動体座標と地球座標との関係
を表す座標変換マトリックスを算出する演算手段と、移
動体運動の加速度成分を検出する加速度検出手段と、移
動体の方位を検出する方位検出手段と、加速度検出手段
及び方位検出手段の検出出力に基づいて前記演算手段で
算出される座標変換マトリックスのドリフト分を除去す
るドリフト除去手段と、アンテナの取るべきコマンド方
位角、コマンド俯仰角からなるコマンド指向ベクトル
（〔ＡL 〕）を算出する第２演算手段と、アンテナの向
きを到来電波の方向に近づけるべく、到来電波の受信信
号からコマンド方位角、コマンド俯仰角を補正して、第
２演算手段に送るコマンド角補正手段と、座標変換マト
リックスを用いてコマンド指向ベクトル（〔ＡL 〕）を
移動体座標上でのアンテナ指向ベクトル（〔ＡB 〕）に
変換する第３演算手段と、移動体座標上でのアンテナ指
向ベクトル（〔ＡB 〕）のベクトル要素成分に基づいて
移動体に搭載されたアンテナの指向制御を行う駆動装置
と、を備える。
【０００６】
【作用】本発明では、コマンド角補正手段を備えること
によって、相手局から送られてくるビーコン波等の到来
電波を受信する。受信手段の出力から、コマンド角補正
手段では、到来電波の方向に近づくコマンド方位角、コ
マンド俯仰角を求め第２演算手段に送る。
によって、相手局から送られてくるビーコン波等の到来
電波を受信する。受信手段の出力から、コマンド角補正
手段では、到来電波の方向に近づくコマンド方位角、コ
マンド俯仰角を求め第２演算手段に送る。
【０００７】そのコマンド角補正手段としては、コマン
ド方位角、コマンド俯仰角の各々を所定角ずつ変化させ
て、受信手段の受信強度が増加する場合には所定角さら
に変化させると共に、受信手段の受信強度が減少する場
合には所定角反対に変化させて、第２演算手段に送るこ
とができる。また、方向測定用アンテナ、到来電波方向
とアンテナの指向角との偏差角を求める偏差角検出手
段、加算手段を備えることによって、方向測定用アンテ
ナで受信された到来電波の受信信号の振幅差及び／又は
位相差から到来電波方向を決定して、アンテナの指向角
との偏差角を求め、この偏差角を加算して補正すること
もできる。
ド方位角、コマンド俯仰角の各々を所定角ずつ変化させ
て、受信手段の受信強度が増加する場合には所定角さら
に変化させると共に、受信手段の受信強度が減少する場
合には所定角反対に変化させて、第２演算手段に送るこ
とができる。また、方向測定用アンテナ、到来電波方向
とアンテナの指向角との偏差角を求める偏差角検出手
段、加算手段を備えることによって、方向測定用アンテ
ナで受信された到来電波の受信信号の振幅差及び／又は
位相差から到来電波方向を決定して、アンテナの指向角
との偏差角を求め、この偏差角を加算して補正すること
もできる。
【０００８】さらに、到来電波が直線偏波のときには、
同様にコマンド偏波角を求め、偏波角の補正を行うこと
もできる。
同様にコマンド偏波角を求め、偏波角の補正を行うこと
もできる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明のアンテナ制御装置の実施例を示す
ブロック図であり、レートジャイロ１１，１２，１３、
加速度計１４，１５，１６，方位センサ１７及びアンテ
ナ角演算手段２０、アンテナ駆動手段２１，２２を備え
る。
る。図１は、本発明のアンテナ制御装置の実施例を示す
ブロック図であり、レートジャイロ１１，１２，１３、
加速度計１４，１５，１６，方位センサ１７及びアンテ
ナ角演算手段２０、アンテナ駆動手段２１，２２を備え
る。
【００１０】レートジャイロ１１，１２，１３は、それ
ぞれ移動体の前後軸回りの角速度、移動体の左右軸回り
の角速度、移動体の上下軸回りの角速度を検出し、各検
出出力をアンテナ角演算手段２０に対して送る。また、
加速度計１４，１５，１６は、それぞれ移動体の前後軸
回りの加速度、移動体の左右軸回りの加速度、移動体の
上下軸回りの加速度を検出し、各検出出力をアンテナ角
演算手段２０に対して送る。
ぞれ移動体の前後軸回りの角速度、移動体の左右軸回り
の角速度、移動体の上下軸回りの角速度を検出し、各検
出出力をアンテナ角演算手段２０に対して送る。また、
加速度計１４，１５，１６は、それぞれ移動体の前後軸
回りの加速度、移動体の左右軸回りの加速度、移動体の
上下軸回りの加速度を検出し、各検出出力をアンテナ角
演算手段２０に対して送る。
【００１１】方位センサ１７は、地磁気方位コンパスま
たはジャイロコンパスで構成され、移動体の前後方向に
対する磁北からの方位を検出して、アンテナ角演算手段
２０に送る。アンテナ角演算手段２０は、汎用のプロセ
ッサで構成され、複数の演算手段を備える。まず、レー
トジャイロ１１，１２，１３からの角速度から演算器２
５において、角速度マトリックス〔ω〕が求められ、乗
算器２６を介して積分器２７で積分されて移動体座標か
ら地球座標へと座標変換を表す座標変換マトリックス
〔Ｃ L B 〕T が求められる。積分器２７からの座標変換
マトリックス〔Ｃ L B 〕 T は、乗算器２６へと戻り、角
速度マトリックス〔ω〕との乗算が行われる演算ループ
が形成されている。
たはジャイロコンパスで構成され、移動体の前後方向に
対する磁北からの方位を検出して、アンテナ角演算手段
２０に送る。アンテナ角演算手段２０は、汎用のプロセ
ッサで構成され、複数の演算手段を備える。まず、レー
トジャイロ１１，１２，１３からの角速度から演算器２
５において、角速度マトリックス〔ω〕が求められ、乗
算器２６を介して積分器２７で積分されて移動体座標か
ら地球座標へと座標変換を表す座標変換マトリックス
〔Ｃ L B 〕T が求められる。積分器２７からの座標変換
マトリックス〔Ｃ L B 〕 T は、乗算器２６へと戻り、角
速度マトリックス〔ω〕との乗算が行われる演算ループ
が形成されている。
【００１２】また、加速度計１４，１５，１６からの加
速度及び方位センサ１７からの方位から演算器２８にお
いて座標変換マトリックス〔Ｃ L B 〕T mgが求められ、
減算器２９にて積分器２７からの座標変換マトリックス
〔Ｃ L B 〕T との減算が行われ、座標変換マトリックス
〔Ｃ L B 〕T のドリフト除去が行われる。この減算マト
リックスは、スイッチ３０を介し係数器３１でＫ倍され
た後、加算器３２で乗算器２６からの出力と加算され
て、演算ループに取り込まれる。
速度及び方位センサ１７からの方位から演算器２８にお
いて座標変換マトリックス〔Ｃ L B 〕T mgが求められ、
減算器２９にて積分器２７からの座標変換マトリックス
〔Ｃ L B 〕T との減算が行われ、座標変換マトリックス
〔Ｃ L B 〕T のドリフト除去が行われる。この減算マト
リックスは、スイッチ３０を介し係数器３１でＫ倍され
た後、加算器３２で乗算器２６からの出力と加算され
て、演算ループに取り込まれる。
【００１３】尚、スイッチ３０は、大加速度印加時にス
イッチを切断して加速度計及び方位センサからの誤差が
入るのを防止するためのものである。これら演算器２
５、乗算器２６、積分器２７、演算器２８、減算器２
９、係数器３１、加算器３２までは、公知のストラップ
ダウン姿勢演算器を構成している。
イッチを切断して加速度計及び方位センサからの誤差が
入るのを防止するためのものである。これら演算器２
５、乗算器２６、積分器２７、演算器２８、減算器２
９、係数器３１、加算器３２までは、公知のストラップ
ダウン姿勢演算器を構成している。
【００１４】積分器２７からの座標変換マトリックス
〔Ｃ L B 〕T から、演算器３３において、座標変換マト
リックス〔Ｃ L B 〕T の行列要素変換を行うことによっ
て、転置マトリックスである座標変換マトリックス〔Ｃ
L B 〕が求められる。図２に示したように、地球座標か
ら移動体座標に対する方位角をψ、ピッチ角をθ、ロー
ル角をφで表すと、座標変換マトリックス〔Ｃ L B 〕
は、
〔Ｃ L B 〕T から、演算器３３において、座標変換マト
リックス〔Ｃ L B 〕T の行列要素変換を行うことによっ
て、転置マトリックスである座標変換マトリックス〔Ｃ
L B 〕が求められる。図２に示したように、地球座標か
ら移動体座標に対する方位角をψ、ピッチ角をθ、ロー
ル角をφで表すと、座標変換マトリックス〔Ｃ L B 〕
は、
【００１５】
【数１】 で表される。
【００１６】一方、アンテナの設定指向角となるコマン
ド方位角ψd 、コマンド俯仰角θdは、コマンド角補正
手段４０に入力される。各コマンド指向角は、追尾する
対象が静止衛星である場合には、移動体の存在する地位
で決定されるので予めテーブルに備えておくとよい。ま
た、地上局との通信の場合には、地上局から無線で受け
る方法、移動体の自己の位置から方位角、俯仰角を求め
る方法等により、コマンド指向角が設定される。
ド方位角ψd 、コマンド俯仰角θdは、コマンド角補正
手段４０に入力される。各コマンド指向角は、追尾する
対象が静止衛星である場合には、移動体の存在する地位
で決定されるので予めテーブルに備えておくとよい。ま
た、地上局との通信の場合には、地上局から無線で受け
る方法、移動体の自己の位置から方位角、俯仰角を求め
る方法等により、コマンド指向角が設定される。
【００１７】コマンド角補正手段４０の処理を図３のフ
ローチャートに基づいて説明する。レートジャイロ１
１，１２，１３、加速度計１４，１５，１６等の慣性セ
ンサに誤差がある場合には、アンテナ角演算手段２０で
演算された座標変換マトリックス〔Ｃ L B 〕に誤差が出
る。従って、その誤差分を補正すべく、コマンド角補正
手段４０でステップトラック方式によりコマンド方位角
ψd 、コマンド俯仰角θd を変化させて到来電波の方向
に指向させる。
ローチャートに基づいて説明する。レートジャイロ１
１，１２，１３、加速度計１４，１５，１６等の慣性セ
ンサに誤差がある場合には、アンテナ角演算手段２０で
演算された座標変換マトリックス〔Ｃ L B 〕に誤差が出
る。従って、その誤差分を補正すべく、コマンド角補正
手段４０でステップトラック方式によりコマンド方位角
ψd 、コマンド俯仰角θd を変化させて到来電波の方向
に指向させる。
【００１８】即ち、コマンド角補正手段４０は、衛星か
らのビーコン波等の到来電波の受信強度Ｌ１をビーコン
受信機等から取り込み（Ｓ２）、閾値Ｖ0 以上の受信強
度があるかを判断する（Ｓ３）。閾値Ｖ0 以上の受信強
度がある場合には、コマンド方位角ψd をΔψ分だけ増
加させ（Ｓ４）、到来電波の受信強度Ｌ２を取り込み
（Ｓ５）、受信強度が増加しているときには、次にさら
にΔψ分だけ増加させるべくΔψの符号をそのままにす
る（Ｓ７、Ｓ８）。他方、受信強度Ｌ２が受信強度Ｌ１
より減少したときには、逆にΔψ分だけ減少させるべく
Δψの符号を反転させる（Ｓ９、Ｓ１０）。同様の処理
をコマンド俯仰角θd についても行う（Ｓ１１からＳ１
７）。
らのビーコン波等の到来電波の受信強度Ｌ１をビーコン
受信機等から取り込み（Ｓ２）、閾値Ｖ0 以上の受信強
度があるかを判断する（Ｓ３）。閾値Ｖ0 以上の受信強
度がある場合には、コマンド方位角ψd をΔψ分だけ増
加させ（Ｓ４）、到来電波の受信強度Ｌ２を取り込み
（Ｓ５）、受信強度が増加しているときには、次にさら
にΔψ分だけ増加させるべくΔψの符号をそのままにす
る（Ｓ７、Ｓ８）。他方、受信強度Ｌ２が受信強度Ｌ１
より減少したときには、逆にΔψ分だけ減少させるべく
Δψの符号を反転させる（Ｓ９、Ｓ１０）。同様の処理
をコマンド俯仰角θd についても行う（Ｓ１１からＳ１
７）。
【００１９】このようにして、到来電波の受信信号の強
度が増加するコマンド方位角ψd 、コマンド俯仰角θd
を求めて、アンテナ角演算手段２０の演算器３４へと出
力する。慣性センサからの出力は、比較的緩やかに変化
するため、このコマンド角補正手段４０のステップトラ
ック方式によるコマンド角補正の間ほぼ一定であると考
えられる。
度が増加するコマンド方位角ψd 、コマンド俯仰角θd
を求めて、アンテナ角演算手段２０の演算器３４へと出
力する。慣性センサからの出力は、比較的緩やかに変化
するため、このコマンド角補正手段４０のステップトラ
ック方式によるコマンド角補正の間ほぼ一定であると考
えられる。
【００２０】演算器３４では、地球座標上においてアン
テナの指向すべき方向を表すコマンド指向ベクトル〔Ａ
L 〕が求められ、
テナの指向すべき方向を表すコマンド指向ベクトル〔Ａ
L 〕が求められ、
【００２１】
【数２】 として表される。乗算器３５では、コマンド指向ベクト
ル〔ＡL 〕を、移動体座標上におけるアンテナ指向ベク
トル〔ＡB 〕に変換するために、 〔ＡB 〕＝〔Ｃ L B 〕×〔ＡL 〕 （３） の演算を行う。即ち、移動体座標から相手局のアンテナ
に対する方位角をψb 、俯仰角をθb で表すと、
ル〔ＡL 〕を、移動体座標上におけるアンテナ指向ベク
トル〔ＡB 〕に変換するために、 〔ＡB 〕＝〔Ｃ L B 〕×〔ＡL 〕 （３） の演算を行う。即ち、移動体座標から相手局のアンテナ
に対する方位角をψb 、俯仰角をθb で表すと、
【００２２】
【数３】 であり、得られた〔ＡB 〕の要素を
【００２３】
【数４】 で表すと、 ψb ＝tan -1（Ａ2 ／Ａ1 ） θb ＝−sin -1（Ａ3 ） （６） で求められるので、演算器３６で（６）の演算を行っ
て、アンテナ角演算手段２０から出力される。
て、アンテナ角演算手段２０から出力される。
【００２４】（６）の制御指向角は、それぞれ増幅器４
４，４５を介して方位角駆動手段２１、俯仰角駆動手段
２２に送られる。駆動手段２１，２２は、公知のサーボ
ループを構成して、アンテナ１の２軸回りの回転制御を
行う。このようにして、アンテナ角演算手段２０の演算
器で行う粗追尾と、コマンド角補正手段で行う補正によ
る精追尾を組み合わせることによって、アンテナ指向特
性を向上させることができる。
４，４５を介して方位角駆動手段２１、俯仰角駆動手段
２２に送られる。駆動手段２１，２２は、公知のサーボ
ループを構成して、アンテナ１の２軸回りの回転制御を
行う。このようにして、アンテナ角演算手段２０の演算
器で行う粗追尾と、コマンド角補正手段で行う補正によ
る精追尾を組み合わせることによって、アンテナ指向特
性を向上させることができる。
【００２５】図４には、本発明による第２実施例のブロ
ック図を表す。図において、４１は、到来電波を受信す
る方向測定用アンテナである。方向測定用アンテナとし
ては、例えばスパイラルアンテナを１個又は複数個使用
することができ、アンテナ１と同軸上に配置する。方向
測定用アンテナ４１からの受信信号は、受信機４２を介
して偏差角検出手段４３に入力され、その振幅情報及び
／又は位相情報から到来電波方向を決定し、アンテナ１
の指向角との偏差角Δψb 、Δθb を求める。
ック図を表す。図において、４１は、到来電波を受信す
る方向測定用アンテナである。方向測定用アンテナとし
ては、例えばスパイラルアンテナを１個又は複数個使用
することができ、アンテナ１と同軸上に配置する。方向
測定用アンテナ４１からの受信信号は、受信機４２を介
して偏差角検出手段４３に入力され、その振幅情報及び
／又は位相情報から到来電波方向を決定し、アンテナ１
の指向角との偏差角Δψb 、Δθb を求める。
【００２６】一方、コマンド方位角ψd 、コマンド俯仰
角θd はそのまま演算器３４に入力されて、コマンド指
向ベクトル〔ＡL 〕が求められ（（２）式参照）、乗算
器３５にて（３）式の演算がなされ、演算器３６でベク
トル要素から（６）式に基づき、指向角ψb 、θb が求
められる。加算器３８、３９では、演算器３６からの指
向角ψb 、θb と偏差角Δψb 、Δθb との各々の加算
を行い、それぞれ増幅器４４，４５を介して方位角駆動
手段２１、俯仰角駆動手段２２に送られる。
角θd はそのまま演算器３４に入力されて、コマンド指
向ベクトル〔ＡL 〕が求められ（（２）式参照）、乗算
器３５にて（３）式の演算がなされ、演算器３６でベク
トル要素から（６）式に基づき、指向角ψb 、θb が求
められる。加算器３８、３９では、演算器３６からの指
向角ψb 、θb と偏差角Δψb 、Δθb との各々の加算
を行い、それぞれ増幅器４４，４５を介して方位角駆動
手段２１、俯仰角駆動手段２２に送られる。
【００２７】このように、アンテナ角演算手段２０の演
算器で行う粗追尾と、偏差角検出手段４３、加算器３
８，３９で行う補正による精追尾を組み合わせることに
よって、アンテナ指向特性を向上させることもできる。
図５には、本発明による第３実施例のブロック図を表
す。本実施例は、本出願人の同時係属出願であるアンテ
ナ姿勢制御装置に適用した例であり、アンテナの偏波角
の制御も同時に行い、到来電波が直線電波である場合に
良好なアンテナ利得を達成させるものである。
算器で行う粗追尾と、偏差角検出手段４３、加算器３
８，３９で行う補正による精追尾を組み合わせることに
よって、アンテナ指向特性を向上させることもできる。
図５には、本発明による第３実施例のブロック図を表
す。本実施例は、本出願人の同時係属出願であるアンテ
ナ姿勢制御装置に適用した例であり、アンテナの偏波角
の制御も同時に行い、到来電波が直線電波である場合に
良好なアンテナ利得を達成させるものである。
【００２８】アンテナの設定姿勢角となるコマンド方位
角ψd 、コマンド俯仰角θd 、コマンド偏波角φd は、
コマンド角補正手段４０に入力される。コマンド角補正
手段４０では、ステップトラック方式によりコマンド方
位角ψd 、コマンド俯仰角θ d 及びコマンド偏波角φd
を変化させて到来電波の方向に指向させる。即ち、コマ
ンド角補正手段４０は、衛星からの直線偏波の到来電波
の受信強度Ｌ１を取り込み、コマンド方位角ψd とコマ
ンド俯仰角θd に対して図３のＳ１からＳ１７の処理を
行うと共に、コマンド偏波角φd についても同様の処理
を行う。
角ψd 、コマンド俯仰角θd 、コマンド偏波角φd は、
コマンド角補正手段４０に入力される。コマンド角補正
手段４０では、ステップトラック方式によりコマンド方
位角ψd 、コマンド俯仰角θ d 及びコマンド偏波角φd
を変化させて到来電波の方向に指向させる。即ち、コマ
ンド角補正手段４０は、衛星からの直線偏波の到来電波
の受信強度Ｌ１を取り込み、コマンド方位角ψd とコマ
ンド俯仰角θd に対して図３のＳ１からＳ１７の処理を
行うと共に、コマンド偏波角φd についても同様の処理
を行う。
【００２９】このようにして、到来電波の受信強度が増
加するコマンド方位角ψd 、コマンド俯仰角θd を求め
て、アンテナ角演算手段２０の演算器３４へと出力す
る。演算器３４においてコマンド姿勢マトリックス〔Ｃ
L D 〕T が求められ、
加するコマンド方位角ψd 、コマンド俯仰角θd を求め
て、アンテナ角演算手段２０の演算器３４へと出力す
る。演算器３４においてコマンド姿勢マトリックス〔Ｃ
L D 〕T が求められ、
【００３０】
【数５】 として表される。乗算器３５では、コマンド姿勢マトリ
ックス〔Ｃ L D 〕T を、移動体座標上におけるアンテナ
姿勢マトリックス〔Ｃ B D 〕T に変換するために、 〔Ｃ B D 〕T ＝〔Ｃ L B 〕×〔Ｃ L D 〕T （８） の演算を行う。即ち、
ックス〔Ｃ L D 〕T を、移動体座標上におけるアンテナ
姿勢マトリックス〔Ｃ B D 〕T に変換するために、 〔Ｃ B D 〕T ＝〔Ｃ L B 〕×〔Ｃ L D 〕T （８） の演算を行う。即ち、
【００３１】
【数６】 であり、得られた〔Ｃ B D 〕T の要素を
【００３２】
【数７】 で表すと、 ψb ＝tan -1（Ｃ21／Ｃ11） θb ＝−sin -1（Ｃ31） （１１） φb ＝tan -1（Ｃ32／Ｃ33） で求められるので、演算器３６で（１１）の演算を行っ
て、アンテナ角演算手段２０から出力される。
て、アンテナ角演算手段２０から出力される。
【００３３】（１１）の制御姿勢角は、それぞれ増幅器
４４，４５，４６を介して方位角駆動手段２１、俯仰角
駆動手段２２、偏波角駆動手段２３に送られる。駆動手
段２１，２２，２３は、公知のサーボループを構成し
て、アンテナ１の３軸回りの回転制御を行う。本実施例
によれば、アンテナ角演算手段２０の演算器で行う粗追
尾と、コマンド角補正手段４０での補正による精追尾を
組み合わせることによって、到来電波の方向と偏波角を
一致させることができ、良好なアンテナ利得を得ること
ができる。
４４，４５，４６を介して方位角駆動手段２１、俯仰角
駆動手段２２、偏波角駆動手段２３に送られる。駆動手
段２１，２２，２３は、公知のサーボループを構成し
て、アンテナ１の３軸回りの回転制御を行う。本実施例
によれば、アンテナ角演算手段２０の演算器で行う粗追
尾と、コマンド角補正手段４０での補正による精追尾を
組み合わせることによって、到来電波の方向と偏波角を
一致させることができ、良好なアンテナ利得を得ること
ができる。
【００３４】図６には、本発明による第４実施例のブロ
ック図を表す。本実施例は、図５のアンテナの偏波角の
制御も同時に行う装置において、コマンド角補正手段４
０の代わりに図４の偏差角検出手段４３を用いた例であ
る。その作用は、前実施例と同様であるためその説明は
省略する。本実施例でも図４と同様に場合にアンテナ角
演算手段２０の演算器で行う粗追尾と、偏差角検出手段
４３、加算器３８，３９で行う補正による精追尾を組み
合わせることによって、アンテナ指向特性を向上させる
ことができる。
ック図を表す。本実施例は、図５のアンテナの偏波角の
制御も同時に行う装置において、コマンド角補正手段４
０の代わりに図４の偏差角検出手段４３を用いた例であ
る。その作用は、前実施例と同様であるためその説明は
省略する。本実施例でも図４と同様に場合にアンテナ角
演算手段２０の演算器で行う粗追尾と、偏差角検出手段
４３、加算器３８，３９で行う補正による精追尾を組み
合わせることによって、アンテナ指向特性を向上させる
ことができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アンテナ角演算手段の演算手段で行う粗追尾と、コマン
ド角補正手段（４０）又は偏差角検出手段（４３）での
補正による精追尾を組み合わせることによって、低コス
トでかつ高い指向精度を有するアンテナ制御を行うこと
ができる。
アンテナ角演算手段の演算手段で行う粗追尾と、コマン
ド角補正手段（４０）又は偏差角検出手段（４３）での
補正による精追尾を組み合わせることによって、低コス
トでかつ高い指向精度を有するアンテナ制御を行うこと
ができる。
【図１】本発明にかかる移動体搭載追尾用アンテナ制御
装置の実施例を示すブロック図である。
装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】移動体座標と地球座標との間の説明図である。
【図３】本発明のコマンド角補正手段の処理のフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】本発明にかかる移動体搭載追尾用アンテナ制御
装置の第２実施例を示すブロック図である。
装置の第２実施例を示すブロック図である。
【図５】本発明にかかる移動体搭載追尾用アンテナ制御
装置の第３実施例を示すブロック図である。
装置の第３実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明にかかる移動体搭載追尾用アンテナ制御
装置の第４実施例を示すブロック図である。
装置の第４実施例を示すブロック図である。
１１，１２，１３ レートジャイロ １４，１５，１６ 加速度計 １７ 方位センサ ２０ アンテナ角演算手段 ２１，２２，２３ アンテナ駆動手段 ２９ ドリフト除去手段 ２７，３３ 演算手段 ３４ 第２演算手段 ３５ 第３演算手段 ３８，３９ 加算手段 ４０ コマンド角補正手段 ４１ 方向測定用アンテナ ４３ 偏差角検出手段
Claims (6)
- 【請求項１】 移動体に搭載されたアンテナを、到来電
波の方向に追尾させるべく制御する追尾用アンテナ制御
装置であって、 移動体の運動の角速度成分を検出する角速度検出手段
と、 該角速度検出手段で検出された角速度成分の積分演算に
より移動体座標と地球座標との関係を表す座標変換マト
リックスを算出する演算手段と、 移動体運動の加速度成分を検出する加速度検出手段と、 移動体の方位を検出する方位検出手段と、 加速度検出手段及び方位検出手段の検出出力に基づいて
前記演算手段で算出される座標変換マトリックスのドリ
フト分を除去するドリフト除去手段と、 アンテナの取るべきコマンド方位角、コマンド俯仰角か
らなるコマンド指向ベクトル（〔ＡL 〕）を算出する第
２演算手段と、 アンテナの向きを到来電波の方向に近づけるべく、到来
電波の受信信号からコマンド方位角、コマンド俯仰角を
補正して、第２演算手段に送るコマンド角補正手段と、 座標変換マトリックスを用いてコマンド指向ベクトル
（〔ＡL 〕）を移動体座標上でのアンテナ指向ベクトル
（〔ＡB 〕）に変換する第３演算手段と、 移動体座標上でのアンテナ指向ベクトル（〔ＡB 〕）の
ベクトル要素成分に基づいて移動体に搭載されたアンテ
ナの指向制御を行う駆動装置と、を備えることを特徴と
する移動体搭載追尾用アンテナ制御装置。 - 【請求項２】 前記コマンド角補正手段は、コマンド方
位角、コマンド俯仰角の各々を所定角ずつ変化させて、
到来電波の受信信号の強度が増加する場合には所定角さ
らに変化させると共に、到来電波の受信信号の強度が減
少する場合には所定角反対に変化させて、第２演算手段
に送ることを特徴とする請求項１記載の移動体搭載追尾
用アンテナ制御装置。 - 【請求項３】 移動体に搭載されたアンテナを、到来電
波の方向に追尾させるべく制御する追尾用アンテナ制御
装置であって、 移動体の運動の角速度成分を検出する角速度検出手段
と、 該角速度検出手段で検出された角速度成分の積分演算に
より移動体座標と地球座標との関係を表す座標変換マト
リックスを算出する演算手段と、 移動体運動の加速度成分を検出する加速度検出手段と、 移動体の方位を検出する方位検出手段と、 加速度検出手段及び方位検出手段の検出出力に基づいて
前記演算手段で算出される座標変換マトリックスのドリ
フト分を除去するドリフト除去手段と、 アンテナの取るべきコマンド方位角、コマンド俯仰角か
らなるコマンド指向ベクトル（〔ＡL 〕）を算出する第
２演算手段と、 座標変換マトリックスを用いてコマンド指向ベクトル
（〔ＡL 〕）を移動体座標上でのアンテナ指向ベクトル
（〔ＡB 〕）に変換する第３演算手段と、 到来電波を受信する方向測定用アンテナと、 方向測定用アンテナで受信された到来電波の受信信号の
振幅差、及び／又は位相差から到来電波方向を決定して
アンテナの指向角との偏差角を求める偏差角検出手段
と、 偏差角検出手段からの偏差角と、第３演算手段で求めら
れた移動体座標上でのアンテナ指向ベクトル
（〔ＡB 〕）の要素成分に基づいて求められる指向角と
の加算を行う加算手段と、 加算手段から出力される指向角に基づいて移動体に搭載
されたアンテナの指向制御を行う駆動装置と、を備える
ことを特徴とする移動体搭載追尾用アンテナ制御装置。 - 【請求項４】 移動体に搭載されたアンテナを、到来電
波の方向に追尾させるべく制御する追尾用アンテナ制御
装置であって、 移動体の運動の角速度成分を検出する角速度検出手段
と、 該角速度検出手段で検出された角速度成分の積分演算に
より移動体座標と地球座標との関係を表す座標変換マト
リックスを算出する演算手段と、 移動体運動の加速度成分を検出する加速度検出手段と、 移動体の方位を検出する方位検出手段と、 加速度検出手段及び方位検出手段の検出出力に基づいて
前記演算手段で算出される座標変換マトリックスのドリ
フト分を除去するドリフト除去手段と、 アンテナの取るべきコマンド方位角、コマンド俯仰角、
コマンド偏波角からなるコマンド姿勢マトリックス〔Ｃ
L D 〕T を算出する第２演算手段と、 アンテナの姿勢を到来電波の方向及び偏波角に近づける
べく、到来電波の受信信号からコマンド方位角、コマン
ド俯仰角、コマンド偏波角を求め、第２演算手段に送る
コマンド角補正手段と、 座標変換マトリックスを用いてコマンド姿勢マトリック
ス〔Ｃ L D 〕T を移動体座標上でのアンテナ姿勢マトリ
ックス〔Ｃ B D 〕T に変換する第３演算手段と、 移動体座標上でのアンテナ姿勢マトリックス〔Ｃ B D 〕
T の要素成分に基づいて移動体に搭載されたアンテナの
姿勢制御を行う駆動装置と、 を備えることを特徴とする移動体搭載追尾用アンテナ制
御装置。 - 【請求項５】 前記コマンド角補正手段は、コマンド方
位角、コマンド俯仰角、コマンド偏波角の各々を所定角
ずつ変化させて、到来電波の受信信号の強度が増加する
場合には所定角さらに変化させると共に、到来電波の受
信信号の強度が減少する場合には所定角反対に変化させ
て、第２演算手段に送ることを特徴とする請求項３記載
の移動体搭載追尾用アンテナ制御装置。 - 【請求項６】 移動体に搭載されたアンテナを、到来電
波の方向に追尾させるべく制御する追尾用アンテナ制御
装置であって、 移動体の運動の角速度成分を検出する角速度検出手段
と、 該角速度検出手段で検出された角速度成分の積分演算に
より移動体座標と地球座標との関係を表す座標変換マト
リックスを算出する演算手段と、 移動体運動の加速度成分を検出する加速度検出手段と、 移動体の方位を検出する方位検出手段と、 加速度検出手段及び方位検出手段の検出出力に基づいて
前記演算手段で算出される座標変換マトリックスのドリ
フト分を除去するドリフト除去手段と、 アンテナの取るべきコマンド方位角、コマンド俯仰角、
コマンド偏波角からなるコマンド姿勢マトリックス〔Ｃ
L D 〕T を算出する第２演算手段と、 座標変換マトリックスを用いてコマンド姿勢マトリック
ス〔Ｃ L D 〕T を移動体座標上でのアンテナ姿勢マトリ
ックス〔Ｃ B D 〕T に変換する第３演算手段と、 到来電波を受信する方向測定用アンテナと、 方向測定用アンテナで受信された到来電波の受信信号の
振幅差、及び／又は位相差から到来電波方向を決定して
アンテナの指向角との偏差角を求める偏差角検出手段
と、 偏差角検出手段からの偏差角と、第３演算手段で求めら
れた移動体座標上でのコマンド指向ベクトル〔Ｃ B D 〕
T の要素成分に基づいて求められる姿勢角との加算を行
う加算手段と、 加算手段から出力される姿勢角に基づいて移動体に搭載
されたアンテナの姿勢制御を行う駆動装置と、を備える
ことを特徴とする移動体搭載追尾用アンテナ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22116493A JPH0779112A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 移動体搭載追尾用アンテナ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22116493A JPH0779112A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 移動体搭載追尾用アンテナ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0779112A true JPH0779112A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16762478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22116493A Pending JPH0779112A (ja) | 1993-09-06 | 1993-09-06 | 移動体搭載追尾用アンテナ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0779112A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100462573B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2004-12-17 | 한국전자통신연구원 | 한정된 앙각/방위각의 측정 조향벡터를 이용한 임의의앙각/방위각의 조향벡터 추정방법 |
| JP2019095226A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | 日本電気株式会社 | ポラリメトリックｓａｒシステム、プログラム、およびポラリメトリックｓａｒデータ補正方法 |
-
1993
- 1993-09-06 JP JP22116493A patent/JPH0779112A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100462573B1 (ko) * | 2001-12-24 | 2004-12-17 | 한국전자통신연구원 | 한정된 앙각/방위각의 측정 조향벡터를 이용한 임의의앙각/방위각의 조향벡터 추정방법 |
| JP2019095226A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | 日本電気株式会社 | ポラリメトリックｓａｒシステム、プログラム、およびポラリメトリックｓａｒデータ補正方法 |
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