JPH09294011A - 移動体搭載用衛星アンテナ装置 - Google Patents

移動体搭載用衛星アンテナ装置

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JPH09294011A
JPH09294011A JP12917096A JP12917096A JPH09294011A JP H09294011 A JPH09294011 A JP H09294011A JP 12917096 A JP12917096 A JP 12917096A JP 12917096 A JP12917096 A JP 12917096A JP H09294011 A JPH09294011 A JP H09294011A
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antenna
reverse rotation
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angle
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Withdrawn
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JP12917096A
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English (en)
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Masahiro Uematsu
正博 植松
Takashi Oshima
孝 尾島
Shinji Takahashi
伸治 高橋
Makoto Ochiai
誠 落合
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 〔課題〕移動体搭載用の簡易・安価なアンテナ装置を実
現する。 〔解決手段〕アンテナに受信された電波のレベルを検出
しこれを増加させる方向にこのアンテナの回転角度を変
更する角度制御部(11)と、前記アンテナ上の特定の箇所
がこのアンテナの回転経路に沿って、予め定められてい
る原点位置に到達したことを検出し、原点検出信号を出
力する原点センサ(19)と、前記アンテナの回転角度を変
更するために単位角度分の正転/逆転を指令する正転/
逆転パルスを出力する正転/逆転パルス出力手段(11)
と、前記正転/逆転パルス出力手段より出力された正転
/逆転パルスの精算値を記憶する記憶手段(12,13) と、
前記精算値と前記原点検出センサから出力される前記原
点検出信号に基づいて原点調整のために前記正転/逆転
パルス出力手段を制御する正転/逆転パルス出力制御手
段(11)とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、車載用衛星通信装
置などに利用される移動体搭載衛星アンテナの追尾制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】最近、急速に拡大しつつあるパーソナル
衛星通信の需要を満たすために、移動局、携帯局などの
間の直接通信を可能にする経済的なパーソナル衛星通信
システムが計画されている。
【0003】移動体搭載用衛星通信装置においては、高
速の自動追尾機能が必要になる。すなわち、通信の相手
方である衛星は赤道の上空にほぼ静止しているが、移動
体の向きがその走行に伴って時々刻々変化するため、ア
ンテナ本体を常に衛星の方向に向けておくための自動追
尾機能が必要になる。特に、車両については、交差点内
の右折や左折を想起すれば容易に理解できるように、向
きが急激に変化するという点で列車、船舶、航空機など
の他の移動体に比べて高度の自動追尾機能が要求され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体集積
回路など各種の工業製品の製造工程を構成する自動作業
装置などでは、作業台や作業アームの関節などの回転角
度の制御は、作業台やアームの関節を一定角度ずつ正転
/逆転させるパルスモータと、その回転角度を検出する
ロータリーエンコーダと、このロータリーエンコーダで
検出された角度を読み取りながらパルスモータに正転/
逆転の指令を発するプロセッサとの組合せによって実現
されている。このような従来の自動作業装置の基本的な
構成を移動体搭載用衛星アンテナ装置に適用しようとす
れば、角度調整機構が複雑・高価になるという問題があ
る。従って、本発明の一つの目的は、簡易・安価な移動
体搭載衛星アンテナを実現することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる移動体搭
載用アンテナ装置は、アンテナに受信された電波のレベ
ルを検出しこれを増加させる方向にこのアンテナの回転
角度を変更する角度制御部と、前記アンテナ上の特定の
箇所がこのアンテナの回転経路に沿って、予め定められ
ている原点位置に到達したことを検出し、原点検出信号
を出力する原点センサと、前記アンテナの回転角度を変
更するために単位角度分の正転/逆転を指令する正転/
逆転パルスを出力する正転/逆転パルス出力手段と、前
記正転/逆転パルス出力手段より出力される正転/逆転
パルスの精算値を記憶する記憶手段と、前記精算値と前
記原点検出センサから出力される前記原点検出信号に基
づいて原点調整のために前記正転/逆転パルス出力手段
を制御する正転/逆転パルス出力制御手段とを備えるこ
とにより、簡易・低廉化を実現するように構成されてい
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態によれば、フ
ォトセンサとスリットとの組合せによる原点検出センサ
が設置され、受光量の変化を示す電気信号が原点検出信
号として追尾制御部に出力される。この追尾制御部は、
原点検出信号が出力されるまで正転パルスを短周期で出
力し続け、次に、原点検出信号が再度出力されるまで逆
転パルスを長周期で出力し続けることにより回転角度の
初期設定を行う。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の一実施例のアンテナ装置の
構成を、追尾制御対象のアンテナATと共に示すブロッ
ク図であり、11はプロセッサ、12、13はそれぞれ
ロード可能なアップダウン・カウンタで構成される正転
パルスカウンタと逆転パルスカウンタ、14は定数レジ
スタ、15はモータドライバ、16はパルスモータ、1
7は回転保持部、18はベースプレート、19は原点セ
ンサである。なお、TNはチューナである。また、パル
スカウンタ12、13と、定数レジスタ14は、ここで
は記憶手段を有するハードウェア回路によって構成され
ている。
【0008】追尾制御対象のアンテナATは、漏れ波導
波管スロットアレイ・アンテナなどで構成された平板状
形状を有すると共に、ベースプレート18を介在させな
がら回転保持部17によって回転自在に保持されてい
る。このアンテナATは衛星に対する仰角にほぼ等しい
チルト角を有しており、その追尾制御が方位角について
のみ行われる一軸追尾方式が採用されている。衛星から
送信された信号は、アンテナATで受信され、回転保持
部17の内部に設置されているロータリージョイントや
フィーダを経てチューナTNに供給される。このチュー
ナTNは、ダウンコンバージョンして得たテレビジョン
信号をテレビジョン受像機に供給すると同時に、この受
信信号のレベルを示すためのパイロット信号をプロセッ
サ11に供給する。
【0009】プロセッサ11は、チューナTNから供給
されたパイロット信号のレベルを増加させる方向にアン
テナATを回転させるという電波追尾のための制御を実
行する。すなわち、プロセッサ11は、アンテナATを
反時計方向に単位角度(この実施例では0.025 o ) だけ
回転させる場合には、正転パルスを1個だけモータドラ
イバ15に出力する。同様に、プロセッサ11は、アン
テナATを時計方向に0.025 o だけ回転させる場合に
は、逆転パルスを1個だけモータドライバ15に出力す
る。モータドライバ15は、プロセッサ11から正転パ
ルスを1個受け取るたびにモータ16を反時計方向に0.
025 o だけ回転させ、逆転パルスを1個受け取るたびに
モータ16を時計方向に0.025 o だけ回転させる。
【0010】プロセッサ11から出力される正転パルス
は、正転パルスカウンタ12のアップカウント端子Uに
供給されてそのカウント値を1だけ増加させると共に、
逆転パルスカウンタ13のダウンカウント端子Dに供給
されてそのカウント値を1だけ減少させる。同様に、プ
ロセッサ11から出力される逆転パルスは、逆転パルス
カウンタ13のアップカウント端子Uに供給されてその
カウント値を1だけ増加させると共に、正転パルスカウ
ンタ12のダウンカウント端子Dに供給されてそのカウ
ント値を1だけ減少させる。パルスカウンタ12と13
のカウント値はプロセッサ11によってモニタされる。
【0011】アンテナATを載せて回転するベースプレ
ート18の周辺部の所定箇所に原点センサ19が設置さ
れている。この原点センサは、発光ダイオードと受光ダ
イオードとがベースプレート18の周縁部分を上下から
挟むようにして対向して設置されており、ベースプレー
トの周縁部の特定箇所に形成されているスリットがこの
原点センサ19の位置を通過するたびに、受光ダイオー
ドの受光量の変化に対応して一旦立上がって直ぐに立下
がる原点検出パルスを発生する。
【0012】この原点検出パルスは、プロセッサ11に
供給される。プロセッサ11は、実行中の動作が初期設
定動作でなければ、原点センサ19から出力される原点
検出パルスを受けるたびに、定数レジスタ14に保持中
の定数を正転パルスカウンタ12と逆転パルスカウンタ
13のロード端子Lに出力させる。この定数は、受信ア
ンテナを1回転させるのに必要な正転/逆転パルスの総
数14,400 (= 360 o ÷0.025)に負の極性を付した値であ
る。すなわち、パルスカウンタ12と13のカウント値
は、原点検出パルスが出力されるたびに、14,400が減算
されて理想的にはゼロになる。
【0013】次に、プロセッサ11が実行する原点位置
決めに関する初期設定の処理を図2のフローチャート
と、図3の波形図とを参照しながら説明する。プロセッ
サ11は、初期設定の処理を開始すると、まず、正転パ
ルスを短周期で出力し続けることにより、受信アンテナ
RXを高速で正転させながら、図3に示すような原点検
出パルスの立下がりエッジaを検出する(ステップ2
1,22)。プロセッサ11は、この立下がりエッジa
が検出されると直ちに正転パルスの出力を停止するが、
検出の遅れや、パルスモータやアンテナを含む回転機構
の慣性のため、ベースプレート18に形成されたスリッ
トが原点センサ19の位置を通り過ぎてしまう。
【0014】そこで、プロセッサ11は、正転パルスの
出力の停止後は長周期で逆転パルスを出力し続けること
によってアンテナATを低速で逆転させながら、図3に
示すような原点検出パルスの立上がりエッジbを検出す
る(ステップ23,24)。プロセッサ11は、この立
上がりエッジbを検出すると直ちに逆転パルスの出力を
停止してアンテナATを静止させる(ステップ25)。
このアンテナATの逆転は、正転に比べて十分な低速で
行われるため、立上がりエッジbの検出の遅れや、アン
テナATを含む回転機構の慣性が十分に小さな値に保た
れてスリットが原点センサ19の位置に静止する。この
状態で、プロセッサ11は正転パルスカウンタ12と逆
転パルスカウンタ13のクリア端子CLRにクリアパル
スを供給することにより各カウンタのカウント値をゼロ
に設定する。
【0015】図4は、通信衛星を対象にした移動搭載用
衛星アンテナ装置の構成を受信アンテナRXや送信アン
テナTXを共に示すブロック図であり、31はプロセッ
サ、32は受信側パルス・カウンタ、33は送信側パル
スカウンタ、34は受信側モータ・モータドライバ、3
5は送信側モータ・モータドライバ、36は受信側原点
センサ、37は送信側原点センサ、38はスイッチ回路
である。受信側と送信側のパルスカウンタ32,33
は、図1の正転パルスカウンタ12と逆転パルスカウン
タ13と定数レジスタ14とから成る部分に相当する。
【0016】この実施例のアンテナ装置においては、プ
ロセッサ31は受信側については、受信アンテナRXで
受信した電波の受信レベルを増加させる方向に受信アン
テナRXの角度を変更するクローズドループによるフィ
ードバック制御が行われる。これに対して、送信側につ
いては、受信側モータ・モータドライバ34に供給する
正転パルスと逆転パルスを送信側モータ・モータドライ
バ35にもそのまま、あるいは良好な受信状態下におい
てのみ供給することによるオープンループ制御が行われ
る。このような送信アンテナの追尾制御のモードの選択
と、送受信各アンテナ間の原点位置ずれの検査と補正と
を行うためにスイッチ回路38が設置されている。
【0017】上記送受信各アンテナ間の原点の位置ずれ
の検査の方法について図5の波形図を参照しながら説明
する。スイッチ回路38の接点S1とS2とを閉じるこ
とによって送受信各アンテナRX、TXが同一の回転角
度を保つように制御した状態で、正転又は逆転パルスを
送受信各モータ・モータドライバ34、35に供給す
る。これによって、送受信各アンテナの回転速度を0か
ら直線的に増加させたのちこの回転速度を一定に保ち、
この状態で、送受信各原点センサ36,37から出力さ
れる原点パルスが出現するタイミングを監視する。
【0018】図5の中段の波形のように送受信双方の原
点検出パルスがほぼ同一のタイミングで出現すれば、正
常と見做して原点位置ずれの検査を終了する。これに対
して、図5の下段の波形に例示するように、送受信双方
の原点検出パルスの出現タイミングのずれ量τが所定の
閾値よりも大きければ、異常と見做して原点位置ずれの
補正を開始する。まず、スイッチ回路38の接点S1の
みを閉じた状態で受信アンテナRXに対して図2と図3
を参照しながら説明した原点の設定を実行し、次に接点
S2のみを閉じた状態で、送信アンテナTXに対して同
様の原点の設定を実行することによって行われる。な
お、上記ずれ量τの検出は、早く出現した側の原点検出
パルスによってカウンタによるカウントを開始させ、遅
く出現した側の原点検出パルスによってカウンタをリセ
ットしたのちそのカウントを読出すことなどによって行
われる。
【0019】以上、原点検出パルスが出現するたびに、
正転パルスカウンタと逆転パルスカウンタのカウント値
から1回転分のカウント値を減算する構成を例示した。
しかしながら、この構成の代わりに、原点検出パルスに
よって正転/逆転各カウンタをリセットしてカウント値
をゼロにする構成にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる移動体搭載用衛星ア
ンテナの構成を追尾制御対象のアンテナRXと共に示す
ブロック図である。
【図2】図1のプロセッサ11が実行する原点位置決め
に関する初期設定の処理を説明するためのフローチャー
トである。
【図3】図1のプロセッサ11が実行する原点位置決め
に関する初期設定の処理を説明する波形図である。
【図4】通信衛星を対象にした移動搭載用衛星アンテナ
装置の構成を受信アンテナRXと送信アンテナTXと共
に示すブロック図である。
【図5】図4のアンテナ装置で実行される送受アンテナ
の角度ずれの検出方法を説明するための波形図である。
【符号の説明】
AT,RX,TX制御対象のアンテナ、受信アンテナ, 送信アン
テナ 11,31 プロセッサ 12 正転パルスカウンタ 13 逆転パルスカウンタ 15 モータドライバ 16 モータ 19,36,37原点センサ 32,33 パルスカウンタ 34,35 受信側と送信側のモータ・モータドライバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 落合 誠 東京都中央区日本橋本町1ー9ー4 株式 会社日鉄エレックス内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移動体に搭載され、衛星から送信された電
    波を受信する移動体搭載用衛星アンテナ装置において、 アンテナに受信された電波のレベルを検出しこれを増加
    させる方向にこのアンテナの回転角度を変更する角度制
    御部と、 前記アンテナ上の特定の箇所がこのアンテナの回転経路
    に沿って、予め定められている原点位置に到達したこと
    を検出し、原点検出信号を出力する原点センサと、 前記アンテナの回転角度を変更するために単位角度分の
    正転/逆転を指令する正転/逆転パルスを出力する正転
    /逆転パルス出力手段と、 前記正転/逆転パルス出力手段より出力される正転/逆
    転パルスの精算値を記憶する記憶手段と、 前記精算値と前記原点検出センサから出力される前記原
    点検出信号に基づいて原点調整のために前記正転/逆転
    パルス出力手段を制御する正転/逆転パルス出力制御手
    段と、を有することを特徴とする移動体搭載用衛星アン
    テナ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記追尾制御部は、前記原点検出信号が出力されるまで
    前記正転パルスを短周期で出力し、 前記原点検出信号が再度出力されるまで前記逆転パルス
    を長周期で出力し続けることにより回転角度を初期設定
    することを特徴とする移動体搭載用衛星アンテナ装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 前記正転/逆転パルス出力手段と、前記記憶手段と、前
    記正転/逆転パルス出力制御手段は、前記追尾制御手段
    に属することを特徴とする移動体搭載用衛星アンテナ装
    置。
  4. 【請求項4】移動体に搭載され、衛星との電波の送信及
    び受信をする移動体搭載用衛星アンテナ装置において、 送信するためのアンテナ及び受信するためのアンテナ
    は、それぞれ、 電波のレベルを検出しこれを増加させる方向にこのアン
    テナの回転角度を変更する角度制御部と、 前記アンテナ上の特定の箇所がこのアンテナの回転経路
    に沿って、予め定められている原点位置に到達したこと
    を検出し、原点検出信号を出力する原点センサと、 前記アンテナの回転角度を変更するために単位角度分の
    正転/逆転を指令する正転/逆転パレスを出力する正転
    /逆転パレス出力手段と、 前記正転/逆転パレス出力手段より出力された正転/逆
    転パレスの精算値を記憶する記憶手段と、 前記精算値と前記原点検出センサから出力される前記原
    点検出信号に基づいて原点調整のために前記正転/逆転
    パルス出力手段を制御する正転/逆転パルス出力制御手
    段と、を有することを特徴とする移動体搭載用衛星アン
    テナ装置。
  5. 【請求項5】 請求項4において、 前記送信アンテナ及び受信アンテナの少なくともどちら
    か一方に、 原点検出位置にずれが生じたとき、検出したずれ量に基
    づいて、正転/逆転パルス出力手段からパルスを出力す
    ることを特徴とする移動体搭載用衛星アンテナ装置。
JP12917096A 1996-04-25 1996-04-25 移動体搭載用衛星アンテナ装置 Withdrawn JPH09294011A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20030701