JPH1022720A

JPH1022720A - アンテナの方向制御装置

Info

Publication number: JPH1022720A
Application number: JP17800996A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Eguchi; 義紀江口; Tooru Kurenuma; 榑沼　　透; Seiji Yamashita; 誠二山下
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1996-07-08
Filing date: 1996-07-08
Publication date: 1998-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】アンテナの追尾又は探索を確実、迅速に行う
ことができ、ひいては中継局を不要とすることができる
アンテナの方向制御装置を提供すること。【解決手段】無線機３に取り付けられたアンテナ４は
偏心した副反射器４３を回転させて回転ビームを放射す
る。相手方アンテナも同じであるがそれらの回転速度は
異なる。無線機３は雲台５に、モータ５２、５７で回転
可能に取り付けられる。副反射器４３の一回転中の受信
信号（ＡＧＣ信号）の最大値、および最大値と最少値の
差に基づいてモータ５２、５７が駆動されアンテナ追尾
が行われる。ＡＧＣ信号の平均値が設定値未満の場合、
探索が行われる。この探索はアンテナを上記最大値で定
まる角度方向へ回動させながら今回の平均値を前回の平
均値と比較し、平均値が最大のときアンテナの回動を停
止することにより行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、作業機械を遠隔操
作する場合に使用される作業機械側アンテナと遠隔操作
側アンテナの一方から相手方を探索し、又は相手方を追
尾するアンテナの方向制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】危険地帯、例えば、溶岩落下や火砕流発
生のおそれのある火山活動中の近辺の場所、落盤事故の
おそれのある地下現場等における土木作業は、人命に危
険があるので、使用される作業機械（例えば油圧ショベ
ル）はオペレータを搭乗させずに遠隔操作で駆動される
のが通常である。この遠隔操作では、作業現場から離れ
た遠隔地に操作装置を備え、この操作装置の操作信号を
電波に変換して作業機械へ送信し、作業機械を駆動す
る。この場合、操作装置から作業機械までの距離が近い
ときには、操作装置のオペレータは目視又は望遠鏡や望
遠カメラ等を用いて作業機械を操作することができる
が、両者の距離が１ｋｍ以上離れると望遠カメラ等では
作業機械の作業個所の状況を把握することはできなくな
るので、その場合には、作業機械にカメラを備え、当該
カメラで撮影された作業個所の画像を画像信号として操
作装置側へ伝送する必要がある。

【０００３】上記の操作信号や画像信号を２〜３ｋｍの
距離で伝送する場合、法規制の関係から５０ＧＨｚ帯の
周波数が用いられており、このような周波数の信号伝送
には、通常、開口型のアンテナ（パラボラアンテナ）が
用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、作業機械は
絶えず向きや姿勢を変えたり、大きな揺れや振動を生じ
ること、およびパラボラアンテナは指向性が鋭いことか
ら、作業機械のパラボラアンテナからの信号を、操作装
置側のパラボラアンテナに受信することは極めて困難で
ある。したがって、従来は作業機械に近接して中継局を
設け、この中継局を介して操作装置側との送受信を行っ
ていた。このような中継局の設置はコストの増大を招く
ばかりでなく、中継局の設置が不可能な場合、作業機械
の遠隔操作も不可能になるという問題があった。

【０００５】又、一般に、相手方のアンテナを探索又は
追尾する方法としてコニカルスキャン方式が良く知られ
ているが、この方式は定められた範囲においてアンテナ
をスキャンさせ、スキャンが全て終了しないと相手方の
アンテナの方向（受信電波が最も強い方向）を検出する
ことができず、かつ、何等かの原因で受信電波が途絶え
たときにはスキャンの範囲を広くして相手方のアンテナ
を探索しなければならず、相手方のアンテナを補足する
までに相当の時間を要するという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、操作装置側と作業機械側の各アンテナを迅
速に相手方に追尾させ、又は相手方のアンテナを迅速に
探索することができ、ひいては中継局を不要とすること
ができるアンテナの方向制御装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、作業機械と、この作業機械から
遠隔地にある操作装置との間で無線信号の送受信を行っ
て前記操作装置により前記作業機械を操作するものにお
いて、前記操作装置側および前記作業機械側のそれぞれ
に、電波を送受信するアンテナと、このアンテナを介し
て送受信を行う無線機と、前記各アンテナから放射され
る送信ビームを回転させるビーム回転手段と、前記アン
テナを任意の方向に回動させるアンテナ回動手段と、こ
のアンテナ回動手段によるアンテナ回動中前記ビーム回
転手段によるビームの一回転中の前記無線機の受信強度
が最大になったとき前記アンテナの回動を停止させる回
動停止手段とを設けたことを特徴とする。

【０００８】又、請求項２の発明は、作業機械と、この
作業機械から遠隔地にある操作装置との間で無線信号の
送受信を行って前記操作装置により前記作業機械を操作
するものにおいて、前記操作装置側および前記作業機械
側のそれぞれに、電波を送受信するアンテナと、このア
ンテナを介して送受信を行う無線機と、前記各アンテナ
から放射される送信ビームを回転させるビーム回転手段
と、このビーム回転手段の回転位置を検出する回転位置
検出手段と、前記無線機により受信された受信強度を検
出する受信強度検出手段と、前記ビーム回転手段による
ビームの一回転中における前記受信強度の最大値におけ
る前記回転位置検出手段により検出された角度に基づい
て相手側のアンテナの方向を検出する方向検出手段と、
前記ビーム回転手段によるビームの一回転中における前
記受信強度の最大値と最少値の差に基づいて前記方向検
出手段で検出された方向における相手方アンテナに対す
る傾きを検出する傾き検出手段と、前記方向検出手段に
より検出された角度および前記傾き検出手段により検出
された傾き角度に基づいてアンテナの水平方向および垂
直方向の追尾角度を演算する追尾角度演算手段とを設け
るとともに、前記ビーム回転手段の回転速度を前記操作
装置側と前記作業機械側とで異なる回転速度としたこと
を特徴とする。

【０００９】又、請求項３の発明は、請求項２の発明に
加えて、前記ビーム回転手段によるビームの一回転中に
おける前記受信強度が所定の値より低いとき前記アンテ
ナを前記方向検出手段で検出された角度方向へ回動させ
るアンテナ回動手段と、このアンテナ回動手段によるア
ンテナ回動中前記ビーム回転手段によるビームの一回転
中の前記無線機の受信強度が最大になったとき前記アン
テナの回動を停止させる回動停止手段とを設けたことを
特徴とする。

【００１０】

【実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態に基づ
いて説明する。図１は本発明の実施の形態に係るアンテ
ナの方向制御装置を含む送受信装置のブロック図であ
る。この図を説明する前に、作業機械とその操作装置と
の関係および当該作業機械と操作装置とに備えられるア
ンテナについて説明する。

【００１１】図２は作業機械とその操作装置とを示す図
である。この図で、Ａは作業機械（図示の場合は油圧シ
ョベル）、Ｂは操作装置を示す。両者は例えば２〜３ｋ
ｍ離れており、操作装置Ｂから作業機械を見ることはで
きない。１Ａは作業機械の例えば運転室に設置されたア
ンテナ方向制御装置を含む送受信装置、１Ｂは操作装置
Ｂに備えられたアンテナ方向制御装置を含む送受信装置
である。作業機械Ａには、作業部位がよく見える位置、
例えば、運転室にオペレータが搭乗したときのオペレー
タの眼の位置に、カメラ（ＣＣＤカメラ）Ｃａが設置さ
れている。送受信装置１Ａ、１Ｂはそれぞれアンテナを
有し、これらアンテナを介して、作業機械Ａは、主とし
てカメラＣａの画像信号を送信するとともに、操作装置
Ｂからの操作信号を受信し、この受信信号に応じて作業
を行い、一方、操作装置Ｂは、主として操作信号を送信
するとともに、作業機械からの画像信号を受信し、これ
を画像化してオペレータに現場の状態を把握させ、その
状態に応じてオペレータは必要な操作を行い、その操作
信号を送信する。

【００１２】図３は図２に示す送受信装置１Ａ、１Ｂに
備えられたアンテナを示す図である。この図で、３は無
線機、３０は一次放射器、４はアンテナを示す。アンテ
ナ４は、主反射器（パラボラアンテナ）４１、モータ４
２、このモータ４２により回転される副反射器４３、モ
ータ４２の回転位置を検出するためのエンコーダ４４、
およびこれらをパラボラアンテナ４１に固定する支柱４
５で構成されている。エンコーダ４４は周知のように位
相が９０度異なる（Ａ相、Ｂ相）２つのパルスを出力す
るとともに、１回転毎に基準位置（Ｚ相）で１つのパル
スを出力する機能を有する。

【００１３】副反射器４３の軸は、パラボラアンテナ４
１の焦点を通る軸ｘ₀ に対して微小距離δずらされてモ
ータ４２の回転軸に連結されている。通常使用されるア
ンテナでは、副反射器４３のみがパラボラアンテナ４１
に固定され、一次放射器３０から放射される電波（ビー
ム）が、副反射器４３に反射され、さらにパラボラアン
テナ４１に反射されて空間に放射される。これに対し
て、本実施の形態では、副反射器４３はモータ４２の回
転軸に上記のように微小距離δずらして固定され、モー
タ４２により回転されているので、パラボラアンテナ４
１から放射されるビームは時間とともに放射方向が変化
する回転ビームとなる。この回転ビームを図４に示す。

【００１４】図４は回転ビームを示す図である。図４の
（ａ）は回転ビームを側面（図３と同一方向）から見た
図であり、回転ビームはパラボラアンテナの中心軸Ｓ₀
のまわりを回転する。Ｓ₀₁、Ｓ₀₂は、ある時点でのビー
ムを示す。図４の（ｂ）は図４の（ａ）の線IVｂ−IVｂ
に沿う断面図であり、ビームは矢印に示すように、時間
とともに実線円周上を移動する。ビームの移動はモータ
４２の回転に同期し、その円周上の位置はエンコーダ４
４の出力信号に基づいて検出される。副反射器４３の回
転により発生せしめられるビームのふれは、使用される
パラボラアンテナの半値指向角より小さい角度に選定さ
れる。例えば、５０ＧＨｚの無線機の場合、３０ｃｍア
ンテナで半値指向角は１．５度であるから、この場合の
ビームのふれは１．５度より小さくされる。

【００１５】ここで、図１の構成を説明する。図１は作
業機械Ａ側の送受信装置１Ａを示す図で、３は無線機、
３０は一次放射器、４はアンテナ、Ｃａはカメラであ
り、これらは図２および図３に示すものと同じである。
無線機３は、高周波増幅器３１、局部発信器３２、高周
波増幅器３１から出力される高周波信号と局部発信器３
２から出力される信号から中間周波数信号を生成する中
間周波数発生部３３、中間周波増幅器３４、復調器３
５、受信信号のレベルを検出して中間周波増幅器３４の
増幅度を自動的に制御する自動利得制御信号（ＡＧＣ信
号）を出力するレベル検出回路３６で構成される受信回
路、および送信回路３７で構成される。復調器３５から
の信号は、作業機械Ａの制御装置８へ送信される。上記
受信回路および送信回路３７は通常の無線器の受信回路
および送信回路と同じである。

【００１６】５は無線機３を支持する雲台である。５１
は固定台であり、作業機械Ａの適宜個所、例えば運転室
等に固定される。５２は固定台５１に固定された垂直軸
モータ、５３はモータ５２の回転位置を検出するエンコ
ーダ、５４は固定台５１に回転自在に支持され上記モー
タ５２により矢印θ₅₄の方向に回転せしめられる旋回台
である。５５は無線機３のケースに固定されたフレーム
であり、旋回台５４に回転自在に支持される。５７は旋
回軸モータであり、フレーム５５を旋回台５４に対して
矢印θ₅₅の方向に回転せしめる。５８はモータ５７の回
転位置を検出するエンコーダである。エンコーダ５３、
５８は位相が９０度異なる２つのパルスを出力する機能
を有する。

【００１７】６はモータ駆動部であり、雲台５のモータ
５２を駆動制御するサーボ増幅器６１、雲台５のモータ
５７を駆動制御するサーボ増幅器６２、およびアンテナ
４のモータ４２を駆動制御するサーボ増幅器６３で構成
されている。これらサーボ増幅器６１、６２、６３はそ
れぞれ各エンコーダ５３、５８、４４の信号を入力して
各モータ５２、５７、４２の駆動をフィードバック制御
する。６３ａは電源を含む速度設定装置であり、モータ
４２の速度を所定速度に設定する。

【００１８】７は主制御部である。この主制御部７は、
エンコーダ４４の信号を入力するカウンタ７１、ＡＧＣ
信号を入力するバンドエリミネータフィルタ（ＢＥＦ）
又はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７２、Ａ／Ｄ変換器
７３、マイクロコンピュータ７４、Ｄ／Ａ変換器７５、
７６で構成されている。

【００１９】なお、上記図１に示す送受信装置１Ａは作
業機械Ａ側の送受信装置であるが、操作装置Ｂ側の送受
信装置も構成は同じであるので、その図示は省略する。
勿論、操作装置Ｂ側では、送信回路に接続される装置が
操作レバーの操作に応じた信号を出力する装置であり、
復調器に接続される装置はカメラＣａの画像を表示する
モニタ装置となる。

【００２０】次に、本実施の形態の動作を説明する。操
作装置Ｂは作業機械Ａに対して操作信号を出力する。こ
の操作信号は搬送周波数信号に重畳されてアンテナ４か
ら放射される。上述のように、アンテナ４の副反射器４
３が回転しているので、上記操作信号が搬送されるビー
ムは前述のように回転ビームとなる。このようにして操
作装置Ｂのアンテナから放射されたビームは、作業機械
Ａのアンテナ４（その副反射器４３は回転している）で
順次捕捉され、一次放射器３０を介して高周波増幅器３
１へ入力され、以後、周知の動作で復調器３５へ入力さ
れ、復調器３５において受信信号に含まれている操作信
号が取り出され、制御装置８へ送信される。制御装置８
は送信されてきた操作信号に基づいて作業機械Ａを駆動
して作業を行う。又、作業機械Ａの作業部位の状態はカ
メラＣａで撮像され、その画像信号は送信回路３７で搬
送周波数信号に重畳され、副反射器４３が回転している
アンテナ４から、図４に示す回転ビームとして放射され
る。このビームは操作装置Ｂのアンテナで捕捉され、上
記と全く同様にして操作装置Ｂの受信回路で受信され、
復調器で画像信号が取り出され、送信された画像がモニ
タ装置に表示される。操作装置Ｂのオペレータは、モニ
タ装置上の画像を見ながら操作装置を駆動して操作信号
を作業機械Ａへ送信する。

【００２１】ところで、このような信号の授受は、作業
機械Ａ側のアンテナと操作装置Ｂ側のアンテナとが互い
に相手のアンテナの方向を向いていなければ行うことは
できない。即ち、作業機械Ａが作業中に移動し、旋回
し、又は上下動しても、操作装置Ｂ側のアンテナは作業
機械Ａ側のアンテナを、又、作業機械Ａ側のアンテナは
操作装置Ｂ側のアンテナを互いに追尾しなければならな
い。このような双方向の追尾の動作は、雲台５、そのモ
ータ駆動部６、およびその主制御部７により行われる。
これを、図５以下の図を参照して説明する。

【００２２】図５はアンテナの正面図である。４１はパ
ラボラアンテナ、４３は副反射器を示し、これらは図３
に示すものと同じである。副反射器４３が中心から右に
ずれた図示位置にあるときを基準位置とし、この位置で
エンコーダ４４からＺ相の信号が出力されるものとす
る。又、副反射器４３は図で、反時計方向へ回転してい
るものとする。

【００２３】図６は図５に示すパラボラアンテナと副反
射器の関係において、受信ビームのずれとそのときの受
信強度を示す図である。この場合、操作装置Ｂ側のアン
テナの副反射器は固定されているものとする。図６の
（ａ）〜（ｄ）の符号I で示す列（左側の各図）は上か
ら見た各アンテナの位置関係を示し、又、符号IIで示す
列（右側の各図）は符号I の位置関係におけるビームの
ふれの状態を示し、さらに、符号III で示すグラフは受
信信号の強度を示す。列IIで、Ｓ₀ は作業機械Ａ側のパ
ラボラアンテナ４１の中心軸、Ｓ_R は操作装置Ｂ側から
送信されたビームの軌跡（円形）を示し、又、グラフII
I で、０度および３６０度は基準位置（Ｚ相が出力され
た時間）を示す。なお、グラフIII の各波形に付した符
号（ａ）〜（ｄ）は上記列I 、IIの符号（ａ）〜（ｄ）
と対応させてある。

【００２４】図６の（ａ）は各アンテナが互いに正確に
向き合った位置関係にある場合を示し、中心軸Ｓ₀ と軌
跡Ｓ_R の中心とが一致し、副反射器４３の円周上の各位
置における受信信号のレベルはほぼ一定である。なお、
本実施の形態では、無線機３のレベル検出回路３６の出
力であるＡＧＣ信号が受信強度に比例する信号となるの
で、受信強度としてＡＧＣ信号のレベルが用いられる。

【００２５】図６の（ｂ）は相手方アンテナがＺ相側と
は反対側にずれている場合を示し、中心軸Ｓ₀ が送信ビ
ームの軌跡の中心から角度位置１８０度の方へずれてお
り、この場合、受信強度は角度位置０度（３６０度）で
最も小さく、角度位置１８０度で最も大きくなる。又、
図６の（ｃ）は相手方アンテナがＺ相側にずれている場
合を示し、中心軸Ｓ₀ が上記（ｂ）とは逆に、送信ビー
ムの軌跡の中心から角度位置０度の方へずれており、こ
の場合、受信強度は角度位置０度（３６０度）で最も大
きく、角度位置１８０度で最も小さくなる。さらに、図
６の（ｄ）は相手方アンテナがＺ相側にずれ、かつ、斜
め４５度に傾いている場合を示し、中心軸Ｓ₀ が送信ビ
ームの軌跡の中心から角度位置１８０度の方へずれ、か
つ、上方へずれている状態を示す図であり、この場合、
受信強度は３１５度で最大、１３５度で最少となる。

【００２６】このように、受信強度、実際には主制御部
７に入力されるＡＧＣ信号レベルを見ることにより、ア
ンテナ４の向きが、操作装置Ｂから到来するビームに対
してどちら側にずれているかを判断することができる。
図７は上記ずれの一例を示す図である。図で、４１はア
ンテナ、４３は副反射器であり、θ_miはＡＧＣ信号レベ
ルが最大のときの基準位置からの角度を示す。この角度
θ_miにより、相手方アンテナが自己のアンテナのどちら
側にあるかを判断できる。角度θ_miが２７０度〜０度で
は図から見て右下側、０度〜９０度では右上側、９０度
〜１８０度では左上側、１８０度〜２７０度では左下側
に相手方アンテナが存在することになる。

【００２７】一方、水平面からの両アンテナのずれの大
きさ（傾きの角度）は、傾きが大きくなるに従ってＡＧ
Ｃ信号の最大値と最少値との差が大きくなる。これを図
８に示す。図８は図５に示すパラボラアンテナと副反射
器の関係において、受信ビームのずれとそのときの受信
強度を示す図である。図８の（ａ）〜（ｃ）は水平面に
対する各アンテナの傾き関係を示し、又、（ｄ）は受信
信号の強度を示す。なお、グラフ（ｄ）の各波形に対し
て付した符号（ａ）〜（ｃ）は上記図の（ａ）〜（ｃ）
に対応させてある。図８の（ａ）は両アンテナが水平方
向においても正確に対向している（傾きが０度の）場合
を示し、この場合、ＡＧＣ信号はほぼ一定レベルにあ
る。又、図８の（ｂ）は両アンテナが僅かにずれている
（小さな傾き角度が存在する）場合を示し、この場合、
ＡＧＣ信号は最大値と最少値を有し、両者の差がｄ₁ で
示されている。又、図８の（ｃ）は図８の（ｂ）に示す
場合よりさらにずれが大きい（傾き角度が大きい）場合
を示し、この場合、ＡＧＣ信号の最大値と最少値の差ｄ
₂ も差ｄ₁ より大きくなる。

【００２８】図９はＡＧＣ信号の最大値と最少値の差
（振幅の差）に対する傾きの角度の特性図である。図
で、横軸には振幅の差、縦軸には傾き角度がとってあ
る。図に示すように、傾き角度は振幅の差が大きくなる
につれて徐々に大きくなる。この特性はアンテナ毎に定
められ、制御部７のマイクロコンピュータ７４の記憶部
に格納されている。

【００２９】以上、副反射器４３の一回転中のＡＧＣ信
号の最大値から得られる角度θ_mi、および最大値と最少
値の差から得られる角度（これをθ_a とする）から、水
平軸（旋回軸モータ５７の回転軸）の回転すべき角度θ
_X 、および垂直軸（垂直軸モータ５２の回転軸）の回転
すべき角度θ_y 、即ち、相手方アンテナに対向させるた
めの自己アンテナの回動角度が、次式により算出され
る。 θ_X ＝θ_a ×ｃｏｓ（θ_mi）…………（１） θ_y ＝θ_a ×ｓｉｎ（θ_mi）…………（２）次に、制御部７のマイクロコンピュータ７４の動作を図
１０に示すフローチャートを参照して説明する。相手方
のアンテナの追尾又は探索を行う場合、マイクロコンピ
ュータ７４は、まず副反射器４３のモータ４２の電源を
ＯＮして副反射器４３を回転させる（図１０に示す手順
Ｓ₁ ）。なお、この副反射器４３の回転起動は別の手段
により行ってもよい。次に、マイクロコンピュータ７４
はＡＧＣ信号をＢＥＦ７２、Ａ／Ｄ７６を介して取り込
み（手順Ｓ₂ ）、副反射器４３が一回転したか否か判断
する（手順Ｓ₃ ）。手順Ｓ₂ 、Ｓ₃ の処理を繰り返すこ
とにより、図６又は図８に示す副反射器４３の一回転中
のＡＧＣ信号の波形が得られる。マイクロコンピュータ
７４は当該波形の最大値から角度θ_miを検出し（手順Ｓ
₄ ）、最大値と最少値の差に基づき記憶部に格納されて
いる図９に示す特性から角度θ_a を検出し（手順Ｓ
₅ ）、上記（１）、（２）式により垂直軸の駆動角度θ
_X と水平軸の駆動角度θ_y を演算する（手順Ｓ₆ ）。

【００３０】次いで、マイクロコンピュータ７４は副反
射器４３の一回転中のＡＧＣ信号の平均値Ｖ_A を演算し
（手順Ｓ₇ ）、これを予め定められた設定値Ｖ_S と比較
する（手順Ｓ₈ ）。ＡＧＣ信号の平均値Ｖ_A が設定値Ｖ
_S 以上の場合は相手方アンテナと大きなずれなく対向し
ている状態にあり、この場合には、手順Ｓ₆ で算出した
角度θ_y 、θ_X をＤ／Ａ７５、７６、サーボ増幅器６
１、６２を介してそれぞれ旋回軸モータ５７、垂直軸モ
ータ５２へ出力し（手順Ｓ₉ ）、処理を再び手順Ｓ₂ へ
戻す。図１１は角度θ_y 、θ_X の出力の結果を説明する
図である。この図で、３は無線機、４１はアンテナであ
る。破線で示す位置が現在位置、実線で示す位置が角度
θ_y 、θ_X により修正した位置である。相手方アンテナ
を追尾している場合には、通常、両アンテナはほぼ対向
状態にあるので、ＡＧＣ信号の平均値Ｖ_A は設定値Ｖ_S
以上となっており、手順Ｓ₂ 〜手順Ｓ₉ の処理が繰り返
される。この一連の処理が追尾の場合の処理となる。

【００３１】一方、送受信の起動時、又は、追尾中にお
ける作業機械の大きな揺れや方向転換等により追尾不可
能となった場合、両アンテナは大きくずれた状態にあ
り、ＡＧＣ信号の平均値Ｖ_A は設定値Ｖ_S 未満となる。
マイクロコンピュータ７４は手順Ｓ₈ の処理でこれを判
断し、処理を手順Ｓ₁₀へ移行させ、さきに手順Ｓ₄ で求
めた角度θ_miに基づいてその方向へ自己のアンテナを向
ける。次に、さきの手順Ｓ₂ 、Ｓ₃ と同じく、副反射器
４３の一回転中のＡＧＣ信号を取込み（手順Ｓ₁₁、
Ｓ₁₂）、その平均値を算出し（手順Ｓ₁₃）、前回の副反
射器４３の一回転中のＡＧＣ信号の平均値（最初の平均
値は手順Ｓ₇ の処理で得られた平均値）と比較する（手
順Ｓ₁₄）。今回の平均値が前回の平均値より大きい場合
には再び手順Ｓ₁₁〜Ｓ₁₄の処理を繰り返す。やがて、今
回の平均値が前回の平均値より小さくなると、マイクロ
コンピュータ７４はアンテナの駆動を停止させ（手順Ｓ
₁₅）、続いて、アンテナを逆方向へ所定角度（アンテナ
の回動速度、慣性等により予め定められる角度）だけ駆
動して停止させる（手順Ｓ₁₆）。この状態で、アンテナ
はほぼ相手方アンテナと向き合うことになる。以上、手
順Ｓ₁₀〜手順Ｓ₁₆の処理が相手方アンテナの探索処理と
なる。探索終了後は、処理を手順Ｓ₂ へ戻し、以後、追
尾の状態になる。

【００３２】図１２は上記比較の状態を示す図である。
この図で、ＥはＡＧＣ信号、ｐ₀ はアンテナの初期角
度、矢印Ｒ₁ は比較してゆく経路を示す。アンテナが角
度θ_miの方へ連続的に回転している間に順次上記比較が
行われてゆく。やがて、アンテナの駆動角度がＡＧＣ信
号Ｅの最大角度ｐ₁ を過ぎると、今回の平均値が前回の
平均値より大きくなり、この時点でマイクロコンピュー
タ７４はアンテナを矢印Ｒ₂ に示すように一旦逆方向に
所定の角度だけ戻してアンテナの駆動停止を指令する。
この状態で、アンテナはＡＧＣ信号の最大値が示す方向
に向くことになり、これ以後追尾の状態となる。

【００３３】このように、本実施の形態では、副反射器
の一回転中における相手方アンテナからの受信信号を取
り込み、その最大値に対応する角度、および当該最大値
と最少値との差に応じた傾き角度に基づいてアンテナを
回動するようにしたので、アンテナを確実、迅速に相手
方アンテナに追尾させることができる。又、相手方アン
テナとの間に大きなずれが生じているとき、上記最大値
に対応する角度に応じた方向、即ち相手方アンテナの存
在方向が判り、その方向にアンテナを回動してゆき、そ
の間に副反射器の一回転中における相手方アンテナから
の受信信号の平均値が最大になる角度でアンテナの回動
を停止するようにしたので、全範囲をスキャンする従来
のコニカルスキャン方式に比較して相手方アンテナをよ
り一層迅速に探索することができる。この結果、中継局
を不要とすることができ、コストを大幅に低減すること
ができる。

【００３４】なお、上記実施の形態の説明では、追尾と
探索を併用した例を説明したが、追尾のみ、又は探索の
みを行うこともできる。そして、探索のみの場合、受信
信号の最大値は検出しないので、アンテナを最初に回動
させる方向を定めることはできないが、仮に相手方アン
テナの方向と逆方向から受信信号の平均値の比較を開始
しても、従来のコニカルスキャン方式のように、全範囲
をスキャンし、それで相手方アンテナを探索できなけれ
ばさらにスキャン範囲を拡大する方式に比較してより速
い探索が可能である。又、相手方アンテナからの受信信
号を取り込み、その最大値に対応する角度、および当該
最大値と最少値との差に応じた傾き角度に基づいてアン
テナを回動するようにしたので、アンテナを確実、迅速
に相手方に追尾させることができる。

【００３５】又、上記実施の形態の説明では、追尾と探
索の併用において、探索を実施するか否かの判断を、Ａ
ＧＣ信号の平均値を用いて行う例について説明したが、
これに限ることはなく、ＡＧＣ信号の最大値、最少値、
又は両者の差等、受信強度が判る値であればよい。

【００３６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、アンテ
ナ回動手段によるアンテナ回動中、ビーム回転手段によ
るビームの一回転中の受信強度が最大になったときアン
テナの回動を停止させるようにしたので、相手方アンテ
ナの探索を迅速に行うことができる。又、相手方アンテ
ナからの受信信号を取り込み、その最大値に対応する角
度、および当該最大値と最少値との差に応じた傾き角度
に基づいてアンテナを回動するようにしたので、アンテ
ナを確実、迅速に相手方アンテナに追尾させることがで
きる。さらに、追尾中に、探索を行う場合には、追尾処
理で相手方アンテナの存在方向を検出しているので、探
索をより一層迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るアンテナの方向制御
装置を含む送受信装置のブロック図である。

【図２】作業機械とその操作装置とを示す図である。

【図３】図２に示す送受信装置１Ａ、１Ｂに備えられた
アンテナを示す図である。

【図４】回転ビームを説明する図である。

【図５】アンテナと副反射器の位置関係を示す図であ
る。

【図６】受信ビームのずれとそのときの受信信号のレベ
ルを示す図である。

【図７】相手方アンテナの方向を説明する図である。

【図８】受信ビームのずれとそのときの受信信号のレベ
ルを示す図である。

【図９】傾き角度の特性を示す図である。

【図１０】図１に示すマイクロコンピュータの動作を説
明するフローチャートである。

【図１１】角度θ_y 、θ_X の出力の結果を説明する図で
ある。

【図１２】探索時の最大値比較の状態を示す図である。

【符号の説明】

３無線機４アンテナ５雲台６モータ駆動部７主制御部３６レベル検出回路５２、５７モータ５３、５８エンコーダ７１カウンタ７２バンドパスフィルタ７４マイクロコンピュータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】作業機械と、この作業機械から遠隔地に
ある操作装置との間で無線信号の送受信を行って前記操
作装置により前記作業機械を操作するものにおいて、前
記操作装置側および前記作業機械側のそれぞれに、電波
を送受信するアンテナと、このアンテナを介して送受信
を行う無線機と、前記各アンテナから放射される送信ビ
ームを回転させるビーム回転手段と、前記アンテナを任
意の方向に回動させるアンテナ回動手段と、このアンテ
ナ回動手段によるアンテナ回動中前記ビーム回転手段に
よるビームの一回転中の前記無線機の受信強度が最大に
なったとき前記アンテナの回動を停止させる回動停止手
段とを設けたことを特徴とするアンテナの方向制御装
置。
【請求項２】作業機械と、この作業機械から遠隔地に
ある操作装置との間で無線信号の送受信を行って前記操
作装置により前記作業機械を操作するものにおいて、前
記操作装置側および前記作業機械側のそれぞれに、電波
を送受信するアンテナと、このアンテナを介して送受信
を行う無線機と、前記各アンテナから放射される送信ビ
ームを回転させるビーム回転手段と、このビーム回転手
段の回転位置を検出する回転位置検出手段と、前記無線
機により受信された受信強度を検出する受信強度検出手
段と、前記ビーム回転手段によるビームの一回転中にお
ける前記受信強度の最大値における前記回転位置検出手
段により検出された角度に基づいて相手側のアンテナの
方向を検出する方向検出手段と、前記ビーム回転手段に
よるビームの一回転中における前記受信強度の最大値と
最少値の差に基づいて前記方向検出手段で検出された角
度における相手方アンテナに対する傾きを検出する傾き
検出手段と、前記方向検出手段により検出された角度お
よび前記傾き検出手段により検出された傾き角度に基づ
いてアンテナの水平方向および垂直方向の追尾角度を演
算する追尾角度演算手段とを設けるとともに、前記ビー
ム回転手段の回転速度を前記操作装置側と前記作業機械
側とで異なる回転速度としたことを特徴とするアンテナ
の方向制御装置。
【請求項３】請求項２のアンテナの方向制御装置にお
いて、前記ビーム回転手段によるビームの一回転中にお
ける前記受信強度が所定の値より低いとき前記アンテナ
を前記方向検出手段で検出された角度方向へ回動させる
アンテナ回動手段と、このアンテナ回動手段によるアン
テナ回動中前記ビーム回転手段によるビームの一回転中
の前記無線機の受信強度が最大になったとき前記アンテ
ナの回動を停止させる回動停止手段とを設けたことを特
徴とするアンテナの方向制御装置。
【請求項４】請求項１又は請求項２又は請求項３にお
いて、前記受信強度は、受信信号処理回路中における自
動利得制御信号の平均値、又は最大値、又は最小値、又
は最大値と最小値との差であることを特徴とするアンテ
ナの方向制御装置。