JPS62190902A - Antenna system - Google Patents

Antenna system

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JPS62190902A
JPS62190902A JP3332586A JP3332586A JPS62190902A JP S62190902 A JPS62190902 A JP S62190902A JP 3332586 A JP3332586 A JP 3332586A JP 3332586 A JP3332586 A JP 3332586A JP S62190902 A JPS62190902 A JP S62190902A
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horizontal stabilizer
center
antenna
axis
directional antenna
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Koichi Eguchi
光一 江口
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Abstract

PURPOSE:To return a horizontal stable table into a horizontal state speedily and to maintain the transmission/reception direction of a directional antenna with high accuracy by installing the directional antenna on the horizontal stable table, and detecting the quantity of inclination of the horizontal stable table due to disturbance from a moving and controlling the movement of the position of the center of gravity on the basis of the detected quantity of inclination. CONSTITUTION:The directional antenna 12 is supported on the horizontal stable table 14 whose fluctuations are suppressed by the gyro effect of a flywheel 18 and the inclination of the horizontal stable table 14 which slants by fluctuations of the moving body such as a ship where the directional antenna 12 is mounted is detected by inclination detecting means 74 and 76 to move the gravity center position of the horizontal stable table including the directional antenna 12 forcibly, thereby compensating the inclination of the horizontal stable table 14. Consequently, even if the directional antenna 12 is disturbed by fluctuations of the moving body, etc., the antenna can be directed accurately to a communication satellite all the time. Thus, a high-accuracy communication is made through this antenna system.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンテナ装置に関し、一層詳細には、衛星通信
等に用いる指向性アンテナを船舶、航空機等の動揺を伴
う移動体に載置したアンテナ装置において、前記移動体
に対して傾動可能に構成される水平安定台上に前記指向
性アンテナを支持し、前記水平安定台の傾動量を検出し
て当該アンテナ装置の重心位置を移動制御することによ
り前記移動体の動揺等の外乱による指向性アンテナの変
動を効果的に補償することを可能としたアンテナ装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an antenna device, and more particularly, the present invention relates to an antenna device in which a directional antenna used for satellite communication, etc. is mounted on a moving body that oscillates, such as a ship or an aircraft. The directional antenna is supported on a horizontal stabilizer that is configured to be tiltable, and the amount of tilt of the horizontal stabilizer is detected to control the movement of the center of gravity of the antenna device, so that the movement of the moving body can be controlled. The present invention relates to an antenna device capable of effectively compensating for fluctuations in a directional antenna due to disturbances.

人工衛星を媒体として地球上の無線局間で交信を行う衛
星通信は他の通信方式に比べ安定で高品質な通信が可能
であると共に、船舶、航空機等のような移動体での通信
も容易であるため、近年、広範に用いられる傾向にある
Satellite communication, which uses artificial satellites as a medium to communicate between radio stations on the earth, allows for stable and high-quality communication compared to other communication methods, and it is also easy to communicate with mobile objects such as ships and aircraft. Therefore, it has become widely used in recent years.

ところで、地球上の無線局には信号の送受信のため指向
性アンテナが設置されるが、この指向性アンテナは通信
衛星に常時指向させるようにその方向を制御しておく必
要がある。そのため、船舶等の移動体に載置されたアン
テナ装置には指向性アンテナを通信衛星に追尾させる追
尾機構が備えられると共に、前記移動体のローリングあ
るいはピッチング等による動揺を補償し、前記指向性ア
ンテナを水平状態に維持するための動揺補償機構が併設
されている。ここで追尾機構としては、例えば、単一パ
ルスの電波を用いて方位誤差を検出し、その方位を補正
して通信衛星を追尾するモノパルス方式が知られている
By the way, directional antennas are installed at radio stations on the earth for the purpose of transmitting and receiving signals, but the direction of these directional antennas must be controlled so that they are always pointed at communication satellites. Therefore, an antenna device mounted on a moving object such as a ship is equipped with a tracking mechanism that makes the directional antenna track the communication satellite, and also compensates for the oscillation caused by rolling or pitching of the moving object, and the directional antenna A vibration compensation mechanism is also installed to maintain the horizontal position. Here, as a tracking mechanism, for example, a monopulse method is known, which detects an azimuth error using a single pulse radio wave, corrects the azimuth, and tracks a communication satellite.

一方、動揺補償機構としては、例えば、互いに直交する
二輪の回りに回転可能に構成された支持機構に水平安定
台を介して前記指向性アンテナを設置し、フライホイー
ルの回転によるジャイロ効果および物理振子の制振作用
によって水平安定台の傾動を補償する方法が知られてい
る。
On the other hand, as a vibration compensation mechanism, for example, the directional antenna is installed via a horizontal stabilizer on a support mechanism configured to be rotatable around two wheels perpendicular to each other, and the gyroscopic effect due to the rotation of the flywheel and the physical pendulum A method is known in which the tilting of a horizontal stabilizer is compensated for by the damping effect of .

ここで、前記支持機構における回転軸の摩擦力には移動
体の動揺や各種振動等によって水平安定台に摩擦トルク
を発生させる。この摩擦トルクはフライホイールのジャ
イロ効果により水平安定台にプリセツションを引き起こ
すように作用する。この場合、前記水平安定台のプリセ
ツションは物理振子の制振作用によって抑制され、この
結果、水平安定台は水平状態に復帰することとなる。
Here, in the frictional force of the rotating shaft in the support mechanism, a frictional torque is generated in the horizontal stabilizing table due to the shaking of the moving body, various vibrations, etc. This frictional torque acts to cause preset on the horizontal stabilizer due to the gyroscopic effect of the flywheel. In this case, the preset of the horizontal stabilizer is suppressed by the damping action of the physical pendulum, and as a result, the horizontal stabilizer returns to the horizontal state.

然しなから、このようなフライホイールと物理振子との
組み合わせによる動揺補償方式では、外乱を受けた水平
安定台が水平状態に復帰するまで螺旋状に運動するため
、前記水平安定台が安定するのに長時間を要するという
欠点が露呈している。また、水平安定台を支持する支持
機構の摩擦力や地球の自転に基因するコリオリカ、ある
いは移動体の移動時に発生する加速度等に     □
より水平安定台が一方向に傾動したり、その動揺周期が
複雑となるような場合には、物理振子の重力加速度のみ
によって水平安定台を水平状態に維持することは不可能
となる。
However, in this type of sway compensation system using a combination of a flywheel and a physical pendulum, the horizontal stabilizer that has received a disturbance moves in a spiral until it returns to the horizontal state, so it is difficult for the horizontal stabilizer to become stable. The drawback is that it takes a long time. In addition, the frictional force of the support mechanism that supports the horizontal stabilizer, Coriolis caused by the rotation of the earth, and the acceleration generated when moving objects □
If the horizontal stabilizing platform tilts in one direction or its oscillation period becomes complicated, it becomes impossible to maintain the horizontal stabilizing platform in a horizontal state only by the gravitational acceleration of the physical pendulum.

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、動揺する移動体上に!!置されたアンテナ装置
において、水平状態を維持し得る水平安定台上に指向性
アンテナを設置し、前記移動体からの外乱による前記水
平安定台の傾動量を検出し前記傾動量に基づいて重心位
置を移動制御することにより前記水平安定台を水平状態
に迅速に復帰せしめ、前記指向性アンテナの送受信方向
を高精度に維持することの可能なアンテナ装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in order to overcome the above-mentioned disadvantages, and the present invention has been made in order to overcome the above-mentioned disadvantages. ! In the installed antenna device, a directional antenna is installed on a horizontal stabilizer that can maintain a horizontal state, detects the amount of tilt of the horizontal stabilizer due to disturbance from the moving object, and determines the center of gravity position based on the amount of tilt. An object of the present invention is to provide an antenna device capable of quickly returning the horizontal stabilizer to a horizontal state by controlling the movement of the horizontal stabilizer, and maintaining the transmission/reception direction of the directional antenna with high precision.

前記の目的を達成するために、本発明は指向性アンテナ
を有し船舶等の動揺する移動体に載置されるアンテナ装
置において、前記指向性アンテナを支持する水平安定台
と、前記水平安定台を前記移動体に対して傾動可能に支
持する支持機構と、外乱による前記水平安定台の傾動を
抑制するフライホイール機構と、外乱による前記水平安
定台の傾動を検出する傾斜検出手段と、当該傾動量に基
づき重心位置を移動制御する重心位置制御機構とを具備
することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an antenna device having a directional antenna and mounted on an oscillating moving object such as a ship, which includes: a horizontal stabilizer supporting the directional antenna; and a horizontal stabilizer supporting the directional antenna. a support mechanism that tiltably supports the horizontal stabilizer with respect to the moving body, a flywheel mechanism that suppresses the tilting of the horizontal stabilizer due to disturbance, a tilt detection means that detects the tilt of the horizontal stabilizer due to the disturbance, and the tilting The present invention is characterized by comprising a center of gravity position control mechanism that controls the movement of the center of gravity position based on the amount.

次に、本発明に係るアンテナ装置について好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
Next, preferred embodiments of the antenna device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図および第2図において、参照符号IOは本発明に
係るアンテナ装置の本体部を示し、この本体部10は船
舶等の動揺を伴う移動体に!!2置されるものである。
In FIGS. 1 and 2, the reference numeral IO indicates the main body of the antenna device according to the present invention, and this main body 10 is suitable for use in moving bodies with shaking such as ships. ! 2.

ここで本体部10は送受信面を通信衛星に常時指向させ
る指向性アンテナ12と、水平状態を維持する水平安定
台14と、前記水平安定台14を水平面内のX軸および
Y軸の回りに回動可能な状態で支持するアンテナ支持機
構16と、前記水平安定台14の外乱による傾動を抑制
するフライホイール機構18と、本体部IOの重心位置
を制御する重心位置制御機構20とから基本的に構成さ
れる。
Here, the main body 10 includes a directional antenna 12 that always points the transmitting and receiving surface toward the communication satellite, a horizontal stabilizer 14 that maintains a horizontal state, and a horizontal stabilizer 14 that rotates around the X-axis and Y-axis in the horizontal plane. Basically, it consists of an antenna support mechanism 16 that supports the antenna in a movable state, a flywheel mechanism 18 that suppresses the tilting of the horizontal stabilizer 14 due to disturbance, and a center of gravity position control mechanism 20 that controls the center of gravity position of the main body IO. configured.

そこで、船舶等の移動体に固定された基台22上には支
柱24の下端部が固定され、この支柱24の上端部には
アンテナ支持機構16が配設される。
Therefore, the lower end of a column 24 is fixed on a base 22 fixed to a moving body such as a ship, and the antenna support mechanism 16 is disposed on the upper end of this column 24.

アンテナ支持機構16は、第3図に示すように、支柱2
4の上端部に固着される略コ字状の第1の支持枠26と
、前記第1支持枠26にロール軸28を介してY軸の回
りに回動可能に支持される第2の支持枠30と、前記第
2支持枠30にピッチ軸32を介してX軸の回りに回動
可能に支持される連結台34とから構成される。そして
、連結台34にはZ軸方向に指向する方位軸36の下端
部が取着され、この方位軸36に水平安定台14が回転
可能に嵌着する。従って、前記水平安定台14はX軸、
Y軸およびZ軸の回りに回動可能な状態でアンテナ支持
機構16に支持される。
The antenna support mechanism 16, as shown in FIG.
4, a substantially U-shaped first support frame 26 fixed to the upper end of the fourth support frame 26, and a second support supported rotatably around the Y axis by the first support frame 26 via a roll shaft 28. It is composed of a frame 30 and a connecting table 34 rotatably supported by the second support frame 30 via a pitch axis 32 around the X axis. A lower end portion of an azimuth shaft 36 oriented in the Z-axis direction is attached to the connecting base 34, and the horizontal stabilizer 14 is rotatably fitted onto this azimuth shaft 36. Therefore, the horizontal stabilizer 14 has an X axis,
It is supported by the antenna support mechanism 16 in a rotatable state around the Y-axis and the Z-axis.

水平安定台14の上面部には指向性アンテナ12の方位
角を制御するための方位角制御用モータ38が取着され
、この方位角制御用モータ38の回転軸40にはプーリ
42が軸着される。また、水平安定台14の上面部に突
出する前記方位軸36の上端部にはプーリ44が軸着さ
れ、このプーリ44と前記プーリ42とがベルト46に
よって連結される。
An azimuth control motor 38 for controlling the azimuth of the directional antenna 12 is attached to the upper surface of the horizontal stabilizer 14, and a pulley 42 is attached to a rotating shaft 40 of the azimuth control motor 38. be done. Further, a pulley 44 is pivotally attached to the upper end of the azimuth shaft 36 that protrudes from the upper surface of the horizontal stabilizer 14, and the pulley 44 and the pulley 42 are connected by a belt 46.

従って、水平安定台14は方位角制御用モータ38の駆
動作用下に方位軸36の回りに回動可能に構成される。
Therefore, the horizontal stabilizer 14 is configured to be rotatable around the azimuth axis 36 under the driving action of the azimuth angle control motor 38.

一方、水平安定台14の両側部には水平方向に延在する
仰角軸48a、48bの一端部が固着される。これらの
仰角軸48a、48bは放物面を有し通信衛星に指向す
る指向性アンテナ12に連結された支持板50a、50
bに回動可能に嵌合する。
On the other hand, one end portions of elevation shafts 48a and 48b extending in the horizontal direction are fixed to both sides of the horizontal stabilizer 14. These elevation axes 48a, 48b have parabolic surfaces and support plates 50a, 50 are connected to the directional antenna 12 pointing toward the communications satellite.
b is rotatably fitted.

なお、支持板50aより突出する仰角軸48aの他端部
にはプーリ54が取着され、また、支持板50aには仰
角制御用モータ56が取着されその回転軸58にプーリ
60が軸着される。そして、このプーリ60と前記仰角
軸48aに取着されたブー1J54とはベルト62によ
って連結される。従って、支持板50a、50bに連結
された指向性アンテナ12は仰角制御用モータ56の駆
動作用下に仰角軸48a、48bの回りに回動可能に構
成される。
A pulley 54 is attached to the other end of the elevation shaft 48a that protrudes from the support plate 50a, and an elevation control motor 56 is attached to the support plate 50a, and a pulley 60 is attached to the rotating shaft 58. be done. This pulley 60 and the boo 1J54 attached to the elevation shaft 48a are connected by a belt 62. Therefore, the directional antenna 12 connected to the support plates 50a, 50b is configured to be rotatable around the elevation axes 48a, 48b under the driving action of the elevation angle control motor 56.

支持板50aより突出した仰角軸48aの端部にはブー
IJ54を介して取付板64が装着され、この取付板6
4にはフライホイール回転用モータ66が取着される。
A mounting plate 64 is attached to the end of the elevation shaft 48a protruding from the support plate 50a via a boo IJ54.
A flywheel rotation motor 66 is attached to 4.

前記フライホイール回転用モータ66の回転輪68はZ
軸に沿って鉛直下方向に延在し、その下端部にフライホ
イール70が連結される。ここで、フライホイール70
は前記フライホイール回転用モータ66によって常時高
速で回転駆動されており、そのジ中イロ効果によって前
記水平安定台14の傾動を抑制している。
The rotary wheel 68 of the flywheel rotation motor 66 is Z
It extends vertically downward along the axis, and a flywheel 70 is connected to its lower end. Here, the flywheel 70
is constantly driven to rotate at high speed by the flywheel rotation motor 66, and the tilting of the horizontal stabilizer 14 is suppressed by its constant rotation effect.

一方、支持板50bより突出する仰角軸48bの端部に
は重心位置制御機構20が装着される。この重心位置制
御機構20を構成するケーシング72の上面部には、水
平安定台14のX軸の回りの傾斜角を検出する第1傾斜
検出手段74と、前記水平安定台14のY軸の回りの傾
斜角を検出する第2傾斜検出手段76が夫々配設される
。ここで、第1および第2傾斜検出手段74.76は、
例えば、電解液の平衡位置からのずれ量を電気的に検出
しその傾斜角を計測するレベルセンサ、あるいは、後述
するように、マグネットからなる振子の磁気抵抗素子に
対する平衡位置からのずれ量を電気的に検出しその傾斜
角を計測する振子式傾斜計等を用いると好適である。
On the other hand, the center of gravity position control mechanism 20 is attached to the end of the elevation axis 48b that protrudes from the support plate 50b. On the upper surface of the casing 72 constituting the center of gravity position control mechanism 20, a first inclination detection means 74 for detecting the inclination angle of the horizontal stabilizer 14 around the A second inclination detection means 76 for detecting the inclination angle of each is provided. Here, the first and second inclination detection means 74,76 are
For example, a level sensor that electrically detects the amount of deviation of the electrolyte from its equilibrium position and measures its inclination angle, or, as described later, an electrical sensor that measures the amount of deviation from the equilibrium position of a pendulum made of a magnet with respect to a magnetoresistive element. It is preferable to use a pendulum-type inclinometer or the like that detects the angle of inclination and measures the angle of inclination.

重心位置制御機構20のケーシング72内には、第4図
に示すように、夫々X軸方向およびY軸方向に沿って第
1の重心制御部78および第2の重心制御部80が配設
される。これらの第1および第2重心制御部78.80
は夫々同一構成よりなり、第5図に示すように、筺体8
2a、82bの一端部にステップモータ84a、84b
が取着され・このステップモータ34a、84bの回転
軸86a、86bにはブー’J88a、88bが軸着さ
れる。一方、筺体82a、82b内の他端部側には支軸
90a、90bが回転可能に軸着され、この支軸90a
、90bの中間部にはプーリ92a、92bが軸着され
る。そして、このプーリ92a、92bと前記プーリ8
8a。
As shown in FIG. 4, inside the casing 72 of the center of gravity position control mechanism 20, a first center of gravity control section 78 and a second center of gravity control section 80 are arranged along the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. Ru. These first and second center of gravity control sections 78.80
have the same configuration, and as shown in FIG.
Step motors 84a, 84b are installed at one end of 2a, 82b.
are attached to the rotating shafts 86a, 86b of the step motors 34a, 84b, and Boo'Js 88a, 88b are pivoted thereon. On the other hand, support shafts 90a and 90b are rotatably attached to the other ends of the housings 82a and 82b.
, 90b, pulleys 92a, 92b are pivotally attached to the intermediate portions thereof. These pulleys 92a, 92b and the pulley 8
8a.

88bとはベル)94a、94bによって連結される。88b is connected by bells) 94a and 94b.

なお、ベルト94a、94bには重錘MX 、Mvが取
着され、前記ステップモータ84a、84bの駆動作用
下にX軸およびY軸に沿って移動可能に構成される。ま
た、筺体82a、82b内にはポテンショメータ96a
、96bが配設され、このポテンショメータ96a、9
6bの回転軸98a、98bにはギヤ100a、 LO
Obが軸着される。そして、このギヤ100a、100
bには支軸90a、90bに軸着されたギヤ102a、
102bが噛合する。従って、前記ポテンショメータ9
6a、 96bはステップモータ84a184bの駆動
作用下に夫々X軸およびY軸に沿って移動する重錘MX
 、Mvの平衡位置からの変位量を検出可能に構成され
ている。
Note that weights MX and Mv are attached to the belts 94a and 94b, and are configured to be movable along the X and Y axes under the driving action of the step motors 84a and 84b. Also, a potentiometer 96a is provided in the housings 82a and 82b.
, 96b are arranged, and the potentiometers 96a, 9
Gears 100a and LO are attached to the rotating shafts 98a and 98b of 6b.
Ob is pivoted. And these gears 100a, 100
b has a gear 102a pivotally attached to support shafts 90a and 90b;
102b meshes. Therefore, the potentiometer 9
6a and 96b are weights MX that move along the X-axis and Y-axis, respectively, under the driving action of the step motors 84a and 184b.
, Mv from the equilibrium position can be detected.

次に、以上のように構成されたアンテナ装置の姿勢制御
系につき説明する。
Next, the attitude control system of the antenna device configured as above will be explained.

第6図は本発明に係るアンテナ装置の姿勢制御系のブロ
ック図であり、この制御系は指向性アンテナ12の仰角
を仰角指令値αに基づき制御する仰角制御部104と、
アンテナ装置が載置された移動体の動揺等による水平安
定台の傾動を補償しその水平状態を維持する動揺補償部
106と、前記指向性アンテナの方位角を方位角指令値
φに基づき制御する方位角制御部10Bとから基本的に
構成される。
FIG. 6 is a block diagram of the attitude control system of the antenna device according to the present invention, and this control system includes an elevation angle control section 104 that controls the elevation angle of the directional antenna 12 based on an elevation angle command value α;
a sway compensation unit 106 that compensates for the tilting of the horizontal stabilizer due to the sway of the moving body on which the antenna device is mounted and maintains its horizontal state; and a sway compensator 106 that controls the azimuth of the directional antenna based on the azimuth command value φ. It basically consists of an azimuth angle control section 10B.

仰角制御部104は指向性アンテナ12を支持板5Qa
、50bを介し仰角軸48a、48bの回りに回動させ
る仰角制御用モータ56と、仰角指令値αに基づき前記
仰角制御用モータ56を回動する制御回路1)0と、前
記仰角制御用モータ56の回動量を検出しその回動量に
応じた信号を前記制御回路1)0にフィードバックさせ
るポテンショメータ1)2とから構成される。
The elevation angle control unit 104 supports the directional antenna 12 on the support plate 5Qa.
, 50b, a control circuit 1)0 that rotates the elevation control motor 56 around the elevation axes 48a, 48b based on the elevation command value α, and the elevation control motor 56. 56 and a potentiometer 1) 2 that detects the amount of rotation of the rotor 56 and feeds back a signal corresponding to the amount of rotation to the control circuit 1) 0.

また、方位角制御部108は指向性アンテナ12を方位
軸36の回りに回動させる方位角制御用モータ38と、
方位角指令値φに基づき前記方位角制御用モータ38を
回動する制御回路1)4と、前記方位角制御用モータ3
8の回動量を検出しその回動量に応じた信号を前記制御
回路1)4にフィードバックさせるポテンショメータ1
)6とから構成される。
The azimuth control unit 108 also includes an azimuth control motor 38 that rotates the directional antenna 12 around the azimuth axis 36;
A control circuit 1) 4 that rotates the azimuth angle control motor 38 based on the azimuth angle command value φ, and the azimuth angle control motor 3
a potentiometer 1 that detects the amount of rotation of 8 and feeds back a signal corresponding to the amount of rotation to the control circuit 1) 4;
)6.

ここで、制御回路1)0.1)4は、例えば、第7図に
示すように構成される。すなわち、制御回路1)0およ
び1)4は仰角指令値αおよび方位角指令値φに基づき
指令信号を出力する演算回路1)8と、前記指令信号を
アナログ信号に変換するD/Aコンバータ120および
122と、前記アナログ信号に応じて仰角制御用モータ
56および方位角制御用モータ38を駆動するサーボ増
幅器124および126とを含む。この場合、仰角制御
用モータ56の回動量はプーリ54.60で構成される
減速器128を介しポテンショメータ1)2によって検
出され、その検出信号はバッファ増幅器130およびA
/Dコンバータ132を介して、前記演算回路1)8に
仰角検出信号αaとしてフィードバックするように構成
される。同様に、方位角制御用モータ38の回動角はブ
ー1J42.44で構成される減速器134を介しポテ
ンショメータ1)6により検出され、その検出信号はバ
ッファ増幅器136およびA/Dコンバータ138を介
して前記演算回路1)8に方位角検出信号φaとしてフ
ィードバックするように構成される。
Here, the control circuit 1)0.1)4 is configured as shown in FIG. 7, for example. That is, control circuits 1) 0 and 1) 4 include an arithmetic circuit 1) 8 that outputs a command signal based on an elevation command value α and an azimuth command value φ, and a D/A converter 120 that converts the command signal into an analog signal. and 122, and servo amplifiers 124 and 126 that drive the elevation angle control motor 56 and the azimuth angle control motor 38 in accordance with the analog signal. In this case, the amount of rotation of the elevation angle control motor 56 is detected by the potentiometer 1) 2 via the decelerator 128 constituted by the pulley 54, 60, and the detection signal is sent to the buffer amplifier 130 and the A
The elevation angle detection signal αa is fed back to the arithmetic circuit 1) 8 via the /D converter 132. Similarly, the rotation angle of the azimuth angle control motor 38 is detected by the potentiometer 1)6 via a decelerator 134 consisting of a booster 1J42.44, and the detection signal is sent via a buffer amplifier 136 and an A/D converter 138. is configured to feed back to the arithmetic circuit 1) 8 as an azimuth angle detection signal φa.

なお、前記演算回路1)Bは、例えば、第8図に示すマ
イクロプロセッサより構成しておくと好適である。すな
わち、演算回路1)Bは仰角指令値α、仰角検出信号α
aおよび方位角指令値φ、方位角検出信号φaが供給さ
れる入力ポート140と、所定の演算プログラムを格納
するROM144と、前記仰角指令値αおよび前記方位
角指令値φのデータを格納するRAM146と、ROM
144に格納された前記演算プログラムに応じて入出力
制御および演算を行うCPU14Bと、その演算結果を
D/Aコンバータ120.122に供給する出力ポート
149とを含む。ここで、CPU14Bにおいては、A
/Dコンバータ132.138からのフィードバック信
号αa、φaと仰角指令値α、方位角指令値φとの偏差
を演算し、その偏差に関連した仰角制御信号αeおよび
方位角制御信号φeを出カポー目49に出力する。
It is preferable that the arithmetic circuit 1)B is constituted by, for example, a microprocessor shown in FIG. That is, the arithmetic circuit 1)B has an elevation angle command value α and an elevation angle detection signal α.
a, an azimuth angle command value φ, and an input port 140 to which the azimuth angle detection signal φa are supplied, a ROM 144 that stores a predetermined calculation program, and a RAM 146 that stores data of the elevation angle command value α and the azimuth angle command value φ. and ROM
The CPU 14B includes a CPU 14B that performs input/output control and calculations according to the calculation program stored in the CPU 144, and an output port 149 that supplies the calculation results to the D/A converters 120 and 122. Here, in the CPU 14B, A
The deviation between the feedback signals αa and φa from the /D converters 132 and 138 and the elevation angle command value α and azimuth angle command value φ is calculated, and the elevation angle control signal αe and azimuth angle control signal φe related to the deviation are output. 49.

一方、第6図において、動揺補償部106はジャイロ効
果によって水平安定台14の傾動を抑制するフライホイ
ール機構18と、移動体の動揺等によって生じる前記水
平安定台14の傾動を補償する重心位置制御機構20と
から構成される。前記重心位置制御機構20は水平安定
台14の傾斜角を検出する第1および第2傾斜検出手段
74.76と、前記第1および第2傾斜検出手段74.
76によって検出された傾斜角に応じて重錘MX、 M
Yの位置を変位させるステップモータ84a、84bと
、前記ステップモータ84a、84bを駆動制御する制
御回路154と、重錘M、、MVの平衡位置からのずれ
量を検出し前記制御回路154にフィードバックするポ
テンショメータ95a、96bとから構成される。
On the other hand, in FIG. 6, the oscillation compensator 106 includes a flywheel mechanism 18 that suppresses the tilting of the horizontal stabilizer 14 by a gyroscopic effect, and a center of gravity position control that compensates for the tilt of the horizontal stabilizer 14 caused by the oscillation of the moving body. It is composed of a mechanism 20. The center of gravity position control mechanism 20 includes first and second inclination detection means 74,76 for detecting the inclination angle of the horizontal stabilizer 14, and the first and second inclination detection means 74.76.
Depending on the inclination angle detected by 76, the weights MX, M
Step motors 84a and 84b that displace the position of Y, a control circuit 154 that drives and controls the step motors 84a and 84b, and detects the amount of deviation of the weights M, MV from the equilibrium position and feeds it back to the control circuit 154. It is composed of potentiometers 95a and 96b.

ここで、前記制御回路154は第9図のように構成され
る。すなわち、制御回路154は第1および第2傾斜検
出手段74.76よりA/Dコンバータ156.15B
を介して供給される水平安定台14の傾斜角信号θ舅、
θVを演算処理する演算回路160と、前記演算回路1
60により演算処理されたデータに基づきステップモー
タ84a、 84bを駆動するステップモータ駆動回路
162.164とを含む。この場合、ステップモータ8
4aによって変位された重錘MXの平衡位置からの変位
量Xはギヤ100a、102aからなる減速器163を
介しポテンショメータ96aによって検出され、その検
出信号はバッファ増幅器166およびA/Dコンバータ
168を介して前記演算回路160にフィードバックさ
れる。同様に、ステップモータ84bによって変位され
た重錘MYの平衡位置からの変位1yはギヤ100b、
102bからなる減速器165を介してポテンショメー
タ96bによって検出され、その検出信号はバッファ増
幅器170およびA/Dコンバータ172を介して演算
回路160にフィードバックされる。
Here, the control circuit 154 is configured as shown in FIG. That is, the control circuit 154 controls the A/D converter 156.15B from the first and second slope detection means 74.76.
The tilt angle signal θ of the horizontal stabilizer 14 is supplied via the
an arithmetic circuit 160 for arithmetic processing of θV; and the arithmetic circuit 1
step motor drive circuits 162 and 164 that drive step motors 84a and 84b based on data arithmetic-processed by step motor 60; In this case, step motor 8
The amount of displacement X of the weight MX from the equilibrium position displaced by the weight MX is detected by the potentiometer 96a via the reducer 163 consisting of gears 100a and 102a, and the detection signal is sent via the buffer amplifier 166 and the A/D converter 168. It is fed back to the arithmetic circuit 160. Similarly, the displacement 1y of the weight MY displaced by the step motor 84b from the equilibrium position is determined by the gear 100b,
It is detected by potentiometer 96b via decelerator 165 consisting of 102b, and the detection signal is fed back to arithmetic circuit 160 via buffer amplifier 170 and A/D converter 172.

この場合、演算回路160は、前述した制御回路1)0
.1)4を構成する演算回路1)8と同様に、第8図に
示すマイクロプロセッサにより構成しておくと好適であ
る。すなわち、第8図において、入力ポート140には
第1および第2傾斜検出手段74.76からの傾斜角信
号θ8、θ、が供給されると共に、A/Dコンバータ1
6B 、172からの変位信号x、yが供給される。一
方、CPU14Bにおいては、傾斜角信号θ8、θ7と
変位信号x、yとが所定の関係のもとに演算処理され、
その演算結果が出力ポート149に出力される。
In this case, the arithmetic circuit 160 is the control circuit 1)0 described above.
.. Similarly to the arithmetic circuit 1) 8 constituting 1) 4, it is preferable to configure it using the microprocessor shown in FIG. That is, in FIG. 8, the input port 140 is supplied with tilt angle signals θ8, θ from the first and second tilt detection means 74, 76, and the A/D converter 1
Displacement signals x, y from 6B, 172 are supplied. On the other hand, in the CPU 14B, the tilt angle signals θ8 and θ7 and the displacement signals x and y are processed based on a predetermined relationship,
The calculation result is output to output port 149.

なお、第1および第2i#4斜検出手段74.76は、
例えば、重力方向に指向して吊下されたマグネッ)17
4.176と磁気抵抗素子を含むホイートストンブリッ
ジ17B、180との組み合わせにより構成される。す
なわち、ホイートストンブリッジ178.180は隣接
する二辺の抵抗素子RX%Rvが磁気抵抗素子よりなり
、これらの抵抗素子R,,RVと他の二辺の抵抗素子R
,、R。
Note that the first and second i#4 skew detection means 74 and 76 are as follows:
For example, a magnet suspended in the direction of gravity)17
4.176 and Wheatstone bridges 17B and 180 including magnetoresistive elements. In other words, in the Wheatstone bridge 178 and 180, the resistance elements RX%Rv on two adjacent sides are composed of magnetoresistive elements, and these resistance elements R, , RV and the resistance elements R on the other two sides
,,R.

との間には差動増幅器1B2.184の入力端子が接続
される。ここで、マグネット174.176が磁気抵抗
素子Rx 、Rvの接続点に位置する時、すなわち、第
1および第2傾斜検出手段74.76がY軸およびY軸
に対して傾斜していない場合、前記磁気抵抗素子RX 
、Rvの抵抗値が等しくなるように設定しておく。また
、他の二つの抵抗素子R+、Rzは等しく設定しである
。そして、前記差動増幅器182.184の出力端子は
A/Dコンバータ156.15Bに接続しておく。
The input terminal of the differential amplifier 1B2.184 is connected between the two. Here, when the magnets 174 and 176 are located at the connection point of the magnetoresistive elements Rx and Rv, that is, when the first and second tilt detection means 74 and 76 are not tilted with respect to the Y axis and the Y axis, The magnetoresistive element RX
, Rv are set to be equal. Further, the other two resistance elements R+ and Rz are set equally. The output terminals of the differential amplifiers 182 and 184 are connected to the A/D converter 156 and 15B.

本発明に係るアンテナ装置は基本的には、以上のように
構成されるものであり、次にその作用並びに効果につい
て説明する。
The antenna device according to the present invention is basically constructed as described above, and its operation and effects will be explained next.

先ず、指向性アンテナ12を通信衛星に指向させるため
、その仰角制御および方位角制御につき説明する。
First, the elevation angle control and azimuth angle control for directing the directional antenna 12 toward the communication satellite will be explained.

指向性アンテナ12の仰角制御は第6図に示す仰角制御
部104において行われる。すなわち、制御回路1)0
には水平面に対する通信衛星の仰角が仰角指令値αとし
て入力される。この場合、制御回路1)0は、第7図お
よび第8図に示すように構成されている。そこで、演算
回路1)Bの入力ポート140を介してCPU14Bに
入力した仰角指令値αはRAM146に一旦格納される
Elevation angle control of the directional antenna 12 is performed in an elevation angle control section 104 shown in FIG. That is, control circuit 1)0
The elevation angle of the communication satellite with respect to the horizontal plane is input as the elevation angle command value α. In this case, the control circuit 1)0 is constructed as shown in FIGS. 7 and 8. Therefore, the elevation command value α input to the CPU 14B via the input port 140 of the arithmetic circuit 1)B is temporarily stored in the RAM 146.

そして、前記RAM146に格納された仰角指令値αは
ROM144に格納されたプログラムに基づきCPU1
48において演算処理され、仰角制御信号αeとしてD
/Aコンバータ120に出力される。D/Aコンバータ
120は前記仰角制御信号αeをアナログ信号に変換し
た後、サーボ増幅器124に出力し、前記サーボ増幅器
124は仰角制御信号αeに基づき仰角制御用モータ5
6を所定量回動する。この場合、仰角制御用モータ56
はベルト62を介して減速器128を構成するプーリ5
4を回動させるように作用する。ここで、プーリ54は
仰角軸48aに軸着されている。そのため、仰角制御用
モータ56は回転軸58の回動によって仰角軸48aを
中心として回動するに至る。
The elevation angle command value α stored in the RAM 146 is determined by the CPU 1 based on the program stored in the ROM 144.
48, and D as the elevation angle control signal αe.
/A converter 120. The D/A converter 120 converts the elevation control signal αe into an analog signal and then outputs it to the servo amplifier 124, which in turn controls the elevation control motor 5 based on the elevation control signal αe.
6 by a predetermined amount. In this case, the elevation angle control motor 56
is the pulley 5 that constitutes the decelerator 128 via the belt 62
It acts to rotate 4. Here, the pulley 54 is pivotally attached to the elevation axis 48a. Therefore, the elevation angle control motor 56 rotates about the elevation axis 48a due to the rotation of the rotating shaft 58.

この結果、指向性アンテナ12は支持板50a、50b
を介して仰角指令値αに応じた角度だけ回動される。
As a result, the directional antenna 12 has support plates 50a and 50b.
is rotated by an angle corresponding to the elevation angle command value α.

なお、仰角軸48a、48bに対する指向性アンテナ1
2の回動角度はポテンショメータ1)2によって検出さ
れ、その検出信号はバッファ増幅器130を介してA/
Dコンバータ132に入力される。A/Dコンバータ1
32は前記検出信号をデジタル変換し、仰角検出信号α
aとして演算回路1)8にフィードバックする。演算回
路1)8のCPU14BはRAM146に格納されてい
る仰角指令値αと前記仰角検出信号αaとの差を演算し
、仰角制御信号αeとして再び出力ボート149を介し
てD/Aコンバータ122に出力する。そして、サーボ
増幅器124は前記仰角制御信号αeに基づき仰角制御
用モータ56を駆動し、指向性アンテナ12の仰角を調
整する。このように、指向性アンテナ12の仰角はサー
ボ機構によって仰角指令値αに設定される。
Note that the directional antenna 1 with respect to the elevation axes 48a and 48b
The rotation angle of 2 is detected by potentiometer 1) 2, and the detection signal is sent to A/2 through a buffer amplifier 130.
The signal is input to the D converter 132. A/D converter 1
32 digitally converts the detection signal to obtain an elevation angle detection signal α
A is fed back to the arithmetic circuit 1)8. The CPU 14B of the calculation circuit 1) 8 calculates the difference between the elevation angle command value α stored in the RAM 146 and the elevation angle detection signal αa, and outputs it to the D/A converter 122 via the output port 149 again as the elevation angle control signal αe. do. Then, the servo amplifier 124 drives the elevation angle control motor 56 based on the elevation angle control signal αe to adjust the elevation angle of the directional antenna 12. In this way, the elevation angle of the directional antenna 12 is set to the elevation angle command value α by the servo mechanism.

一方、指向性アンテナ12の通信衛星に対する方位角は
方位角制御部108において制御される。
On the other hand, the azimuth angle of the directional antenna 12 with respect to the communication satellite is controlled by an azimuth angle control section 108.

すなわち、制御回路1)4に入力された方位角指令値φ
は仰角制御時の場合と同様に演算回路1)8を介し方位
角制御信号φeとしてD/Aコンバータ122に出力さ
れる。D/Aコンバータ122は前記方位角制御信号φ
eをアナログ変換した後、サーボ増幅器126に出力し
、サーボ増幅器126は水平安定台14に装着された方
位角制御用モータ38を駆動する。この場合、方位角制
御用モータ38はベルト46を介して減速器134を構
成するプーリ44を回動させるように作用する。
That is, the azimuth command value φ input to the control circuit 1)4
is output to the D/A converter 122 as the azimuth angle control signal φe via the arithmetic circuit 1) 8, as in the case of elevation angle control. The D/A converter 122 receives the azimuth angle control signal φ
After converting the signal e into analog, it is output to the servo amplifier 126, and the servo amplifier 126 drives the azimuth control motor 38 mounted on the horizontal stabilizer 14. In this case, the azimuth angle control motor 38 acts to rotate the pulley 44 that constitutes the decelerator 134 via the belt 46.

ここで、プーリ44は水平安定台14に嵌着された方位
軸36に軸着されている。そのため、水平安定台14は
方位角制御用モータ38の回動動作によって方位軸36
を中心として回動するに至る。この結果、指向性アンテ
ナ12は本位角指令値φに応じた角度だけ回動される。
Here, the pulley 44 is pivotally attached to the azimuth shaft 36 fitted to the horizontal stabilizer 14. Therefore, the horizontal stabilizer 14 rotates around the azimuth axis 36 by the rotational action of the azimuth angle control motor 38.
It comes to revolve around. As a result, the directional antenna 12 is rotated by an angle corresponding to the standard angle command value φ.

なお、指向性アンテナ12の回動角度はポテンショメー
タ1)6によって検出され、その検出信号はバッファ増
幅器136を介してA/Dコンバータ138に入力され
る。A/Dコンバータ138は前記検出信号をデジタル
変換し、方位角検出信号φaとして演算回路1)8にフ
ィードバックする。演算回路1)8のCPU14BはR
AM146に格納されている方位角指令値φと前記方位
角検出信号φaとの差を演算し、方位角制御信号φeと
して再び出力ボート149を介しD/Aコンバータ12
2に出力する。そして、D/Aコンバータ122によっ
てアナログ変換された方位角制御信号φeはサーボ増幅
器126により方位角制御用モータ38を駆動し、指向
性アンテナ12の方位角を調整する。このように、指向
性アンテナ12の方位角はサーボ機構によって方位角指
令値φに設定される。
Note that the rotation angle of the directional antenna 12 is detected by the potentiometer 1) 6, and the detection signal is input to the A/D converter 138 via the buffer amplifier 136. The A/D converter 138 digitally converts the detection signal and feeds it back to the arithmetic circuit 1) 8 as an azimuth detection signal φa. The CPU 14B of the arithmetic circuit 1)8 is R
The difference between the azimuth angle command value φ stored in the AM 146 and the azimuth angle detection signal φa is calculated, and the difference is sent to the D/A converter 12 via the output port 149 again as the azimuth angle control signal φe.
Output to 2. Then, the azimuth angle control signal φe converted into analog by the D/A converter 122 drives the azimuth angle control motor 38 by the servo amplifier 126, and adjusts the azimuth angle of the directional antenna 12. In this way, the azimuth angle of the directional antenna 12 is set to the azimuth angle command value φ by the servo mechanism.

以上のようにして指向性アンテナ12はその仰角および
方位角が所定の値に設定され、通信衛星に正しく指向さ
れることとなる。
As described above, the elevation angle and azimuth angle of the directional antenna 12 are set to predetermined values, and the directional antenna 12 is correctly directed toward the communication satellite.

次に、動揺補償部106による水平安定台14の姿勢制
御動作につき説明する。
Next, the attitude control operation of the horizontal stabilizer 14 by the oscillation compensator 106 will be explained.

水平安定台14は第3図に示すアンテナ支持機構16に
よってY軸およびY軸の回りに回動可能な状態で支持さ
れている。そして、この水平安定台14には仰角軸48
aを介してフライホイール機構18が連結されている。
The horizontal stabilizer 14 is supported by an antenna support mechanism 16 shown in FIG. 3 so as to be rotatable about the Y-axis and the Y-axis. This horizontal stabilizer 14 has an elevation axis 48.
A flywheel mechanism 18 is connected via a.

ここで、フライホイール機構18はフライホイール回転
用モータ66によって常時高速で回転するフライホイー
ル70を有し、このフライホイール70の回転輪68は
そのスピンベクトルが水平安定台14の水平面と直交す
るように設定されている。従って、水平安定台14はフ
ライホイール70のジャイロ効果によって水平面に対す
る傾動が抑制される。
Here, the flywheel mechanism 18 has a flywheel 70 that is constantly rotated at high speed by a flywheel rotation motor 66. is set to . Therefore, the tilting of the horizontal stabilizer 14 with respect to the horizontal plane is suppressed by the gyroscopic effect of the flywheel 70.

ここで、本発明に係るアンテナ装置はその本体部10が
船舶等の動揺を伴う移動体上に載置されている。そこで
、前記移動体がローリングあるいはピッチング等によっ
て動揺している場合を想定する。この場合、前記水平安
定台14にはアンテナ支持機構16を構成するロール軸
28と第1支持枠26との間の摩擦力およびピッチ軸3
2と第2支持枠30との間の摩擦力によって摩擦トルク
が付与される。従って、移動体が動揺すると、水平安定
台14はフライホイール70の回転によるジャイロ効果
によってZ軸を中心としてプリセツションを行うことと
なる。このプリセツシヨンの角速度Ωはアンテナ支持機
構16に発注する摩擦トルクをTとし、フライホイール
7oの角運動量をHとした場合、近似的に、 Ω嬌□        ・・・(1) と表される。ここで、フライホイール70の角運動iH
が十分大きければ、プリセツションの角速度Ωは小さく
なる。フライホイール70によるジャイロ効果は外乱に
よる摩擦トルクTの減少に伴って水平安定台14を第1
θ図に示す曲線Iに沿って水平状態へと螺旋状に復帰さ
せるように作用する。
Here, in the antenna device according to the present invention, the main body portion 10 is placed on a moving object that oscillates, such as a ship. Therefore, a case is assumed in which the moving body is oscillating due to rolling, pitching, or the like. In this case, the horizontal stabilizer 14 is affected by the frictional force between the roll shaft 28 and the first support frame 26 that constitute the antenna support mechanism 16 and the pitch axis 3.
Frictional torque is applied by the frictional force between 2 and the second support frame 30. Therefore, when the moving body oscillates, the horizontal stabilizer 14 performs preset around the Z axis due to the gyroscopic effect caused by the rotation of the flywheel 70. The angular velocity Ω of this preset is approximately expressed as Ω嬌□ (1) where T is the friction torque ordered to the antenna support mechanism 16 and H is the angular momentum of the flywheel 7o. Here, the angular motion iH of the flywheel 70
If is sufficiently large, the preset angular velocity Ω becomes small. The gyro effect caused by the flywheel 70 causes the horizontal stabilizer 14 to move to the first position as the friction torque T decreases due to disturbance.
It acts to spirally return to the horizontal state along the curve I shown in the θ diagram.

一方、水平安定台14には仰角軸48bを介して重心位
置制御機構20が装着されている。そこで、水平安定台
14が移動体の動揺に伴って傾動した時、重心位置制御
機構20に配設された第1および第2傾斜検出手段74
.76がその傾斜量を検出する。
On the other hand, a gravity center position control mechanism 20 is attached to the horizontal stabilizer 14 via an elevation axis 48b. Therefore, when the horizontal stabilizer 14 tilts due to the movement of the moving body, the first and second tilt detection means 74 disposed in the center of gravity position control mechanism 20
.. 76 detects the amount of inclination.

すなわち、第9図において、水平安定台14がY軸を中
心として傾動した時、第1傾斜検出手段74を構成する
マグネット174は磁気抵抗素子RX、RVの接続点か
ら変位し、前記磁気抵抗素子Rx、R,の抵抗値が変動
する。従って、ホイートストンブリッジ178は平衡状
態より変位し、差動増幅器182に水平安定台14のX
軸回りの傾斜角に応じた傾斜角信号θ8を出力する。
That is, in FIG. 9, when the horizontal stabilizer 14 tilts around the Y axis, the magnet 174 constituting the first inclination detection means 74 is displaced from the connection point between the magnetoresistive elements RX and RV, and the magnetoresistive element The resistance values of Rx and R vary. Therefore, the Wheatstone bridge 178 is displaced from the equilibrium state, and the differential amplifier 182 is
A tilt angle signal θ8 corresponding to the tilt angle around the axis is output.

この傾斜角信号θ8はA/Dコンバータ156によって
デジタル信号に変換された後、制御回路154の演算回
路160に入力される。そして、演算回路160は前記
傾斜角信号θ8に応じた制御信号をステップモータ駆動
回路162に出力し、このステップモータ駆動回路16
2により第1)心制御部78を構成するステップモータ
84aが駆動される。
This tilt angle signal θ8 is converted into a digital signal by the A/D converter 156 and then input to the arithmetic circuit 160 of the control circuit 154. Then, the arithmetic circuit 160 outputs a control signal corresponding to the tilt angle signal θ8 to the step motor drive circuit 162.
2, the step motor 84a constituting the first) heart control section 78 is driven.

ここで、第1重心制御部78は、第4図および第5図に
示すように、ステップモータ84aによってY軸に沿っ
て移動する重錘M、を有しており、この重iiMつの移
動によって水平安定台14のX軸の回りの傾動動作が補
償される。なお、前記重錘M×の平衡位置からの変位量
Xは減速器を構成するギヤ1ooa、102aを介して
ポテンショメータ96aによって検出され、その検出信
号はバッファ増幅器166を介してA/Dコンバータ1
68に人力される。A/Dコンバータ168は前記検出
信号をデジタル変換し、重錘Mxの平衡位置からの変位
信号Xとして演算回路160にフィードバックする。演
算回路160はこの変位信号Xに基づき前記第1傾斜検
出手段74からの傾斜角信号θ8がOとなるように再び
ステップモータ駆動回路162に所定の制御信号を出力
し、ステップモータ84を駆動制御する。
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the first center of gravity control section 78 has a weight M that is moved along the Y axis by a step motor 84a. The tilting movement of the horizontal stabilizer 14 about the X-axis is compensated. Incidentally, the displacement amount X of the weight Mx from the equilibrium position is detected by the potentiometer 96a via the gears 1ooa and 102a constituting the decelerator, and the detection signal is sent to the A/D converter 1 via the buffer amplifier 166.
68 will be man-powered. The A/D converter 168 digitally converts the detection signal and feeds it back to the arithmetic circuit 160 as a displacement signal X of the weight Mx from its equilibrium position. Based on this displacement signal do.

同様に、第2傾斜検出手段76は水平安定台14のY軸
を中心とした傾斜角を検出する。すなわち、マグネッ目
76の変位によってホイートストンブリッジ180より
出力される信号は差動増幅器184を介して傾斜信号θ
7としてA/Dコンバータ158に入力される。A/D
コンバータ158に人力した前記傾斜信号θ、はデジタ
ル変換された後、制御回路154の演算回路160に入
力する。そして、演算回路160は前記傾斜信号θ、に
応じた制御信号をステップモータ駆動回路164に出力
し、このステップモータ駆動回路164により第2重心
制御部80のステップモータ84bが駆動される。この
場合、ステップモータ84bはベルト94bを介して重
錘MyをY軸に沿って変位させる。この重錘Mvの移動
によって水平安定台14のY軸の回りの傾動動作が補償
される。なお、重錘Mvの平衡位置からの変位量yは減
速器165を構成するギヤ10Qb、 102bを介し
てポテンショメータ96bによって検出され、その検出
信号はバッファ増幅器170を介してA/Dコンバータ
172に入力される。A/Dコンバータ172は前記検
出信号をデジタル変換し、重錘Mvの平衡位置からの変
位信号yとして演算回路160にフィードバックする。
Similarly, the second inclination detection means 76 detects the inclination angle of the horizontal stabilizer 14 about the Y-axis. That is, the signal output from the Wheatstone bridge 180 due to the displacement of the magnetic eye 76 is converted to the slope signal θ via the differential amplifier 184.
7 and is input to the A/D converter 158. A/D
The slope signal θ, which is input manually to the converter 158, is digitally converted and then input to the arithmetic circuit 160 of the control circuit 154. The arithmetic circuit 160 outputs a control signal corresponding to the inclination signal θ to the step motor drive circuit 164, and the step motor 84b of the second center of gravity control section 80 is driven by the step motor drive circuit 164. In this case, the step motor 84b displaces the weight My along the Y axis via the belt 94b. This movement of the weight Mv compensates for the tilting movement of the horizontal stabilizer 14 around the Y axis. Note that the displacement y of the weight Mv from the equilibrium position is detected by the potentiometer 96b via the gears 10Qb and 102b that constitute the decelerator 165, and the detection signal is input to the A/D converter 172 via the buffer amplifier 170. be done. The A/D converter 172 digitally converts the detection signal and feeds it back to the arithmetic circuit 160 as a displacement signal y of the weight Mv from its equilibrium position.

演算回路160はこの変位信号yに基づき前記第2傾斜
検出手段76からの傾斜信号θ7が0となるように再び
ステップモータ駆動回路164に制?ljt号を出力し
、ステップモータ84bを駆動制御する。
Based on this displacement signal y, the arithmetic circuit 160 again controls the step motor drive circuit 164 so that the inclination signal θ7 from the second inclination detection means 76 becomes 0. ljt signal is output to drive and control the step motor 84b.

以上のようにして、水平安定台14は重心位置制御機構
20における重錘MX、M、を移動動作させることによ
り強制的に水平状態に復帰される。この場合、水平安定
台14は、第10図に示すように、螺旋状にプリセツシ
ョンすることなく曲線■に沿って略直線的に水平状態に
復帰される。従って、移動体からの外乱によって生じた
水平安定台14の動揺は迅速に補償されることになる。
As described above, the horizontal stabilizer 14 is forcibly returned to the horizontal state by moving the weights MX, M in the center of gravity position control mechanism 20. In this case, as shown in FIG. 10, the horizontal stabilizer 14 is returned to the horizontal state substantially linearly along the curve (2) without spirally presetting. Therefore, the oscillation of the horizontal stabilizer 14 caused by the disturbance from the moving object is quickly compensated for.

なお、重錘MX 、Myの位置移動によるフィードバッ
ク制御は、好適には、−次遅れ系によって与えられる。
Note that the feedback control based on the positional movement of the weights MX and My is preferably provided by a -order lag system.

すなわち、第1)図に示すように、重錘MX 、Myの
平衡位置Oからの変位を夫々x、yとし、第1および第
2傾斜検出手段74.76からの傾斜信号をθ8、θ、
とした場合、変位x、yの変数Sに対するラプラス変換
、X (s) 、Y (s)は と表される。ここで、θx(s) 、θv(S)は傾斜
信号θ8、θ、のラプラス変換、kは比例定数、aは時
定数を示す。従って、重錘MいMvのX軸回りおよびY
軸回りの制御トルクをτ8、τ、とした場合、そのラプ
ラス変換Tx(s)、T、(s)は、近位的に、 Tx(s)  =−My’ g−Y(s)Tv(s) 
#  MX  −g−X(s)と表される。ここで、じ
は重力加速度を示す。
That is, as shown in FIG.
In this case, the Laplace transform for the variable S of the displacements x and y, X (s) and Y (s), are expressed as follows. Here, θx(s) and θv(S) are Laplace transforms of the slope signals θ8 and θ, k is a proportionality constant, and a is a time constant. Therefore, around the X axis of the weight Mv and Y
When the control torque around the axis is τ8, τ, the Laplace transform Tx(s), T, (s) is proximally Tx(s) = −My' g−Y(s)Tv( s)
It is expressed as #MX-g-X(s). Here, ji indicates gravitational acceleration.

この場合、(4)式および(5)式は低域通過特性を示
しており、時定数aを所定の値に設定すれば水平安定台
14に発生する低周波特性を有効に補償することが可能
となる。この結果、水平安定台14の外乱による動揺の
うち、高周波特性はフライホイール機構18のジャイロ
効果によって補償され、低周波特性は重心位置制御機構
20によって効果的に補償される。
In this case, equations (4) and (5) indicate low-pass characteristics, and by setting the time constant a to a predetermined value, it is possible to effectively compensate for the low frequency characteristics occurring in the horizontal stabilizer 14. It becomes possible. As a result, among the vibrations of the horizontal stabilizer 14 due to disturbance, high frequency characteristics are compensated by the gyroscopic effect of the flywheel mechanism 18, and low frequency characteristics are effectively compensated by the center of gravity position control mechanism 20.

以上のように、本発明によれば、フライホイールのジャ
イロ効果によって動揺が抑制される水平安定台に指向性
アンテナを支持させ、前記指向性アンテナが載置される
船舶等の移動体の動揺によって傾動する前記水平安定台
の傾動を傾斜検出手段によって検出し、前記指向性アン
テナを含む水平安定台の重心位置を強制的に移動させる
ことにより、前記水平安定台の傾動を補償するように構
成している。そのため、前記指向性アンテナが移動体の
動揺等の外乱を受ける場合であっても、常時、通信衛星
に正確に指向させることが出来る。従って、このアンテ
ナ装置によれば、常に、高精度な通信が可能となるとい
う利点が得られる。
As described above, according to the present invention, a directional antenna is supported on a horizontal stable platform whose oscillation is suppressed by the gyroscopic effect of the flywheel, and the directional antenna is supported by a horizontal stabilizer whose oscillation is suppressed by the oscillation of a moving body such as a ship on which the directional antenna is mounted. The tilting of the horizontal stabilizer is detected by a tilt detection means, and the center of gravity of the horizontal stabilizer including the directional antenna is forcibly moved to compensate for the tilt of the horizontal stabilizer. ing. Therefore, even if the directional antenna is subject to disturbances such as the movement of a moving object, it can always be accurately directed to the communication satellite. Therefore, this antenna device has the advantage that highly accurate communication is always possible.

また、従来の如く、移動体の動揺によって生ずろ水平安
定台のプリセツションを物理振子の重力作用によって水
平状態に復帰させるのではなく、重心移動によって強制
的に当該プリセツションを消滅するように構成している
ため、水平安定台の水平状態への復帰が極めて迅速に行
われる。従って、例えば、水平安定台に印加される外乱
が高周波から低周波に渡る複雑な周波数特性を有した場
合であっても、水平安定台の傾斜角度を最小限に抑制す
ることが出来、移動体の動揺等の影響を受けないアンテ
ナ装置を提供することが可能となる。
Furthermore, instead of returning the preset of the horizontal stability platform to the horizontal state by the gravitational action of the physical pendulum, which is caused by the oscillation of the moving object, as in the past, the preset is forcibly erased by the movement of the center of gravity. Therefore, the horizontal stabilizer returns to the horizontal state extremely quickly. Therefore, for example, even if the disturbance applied to the horizontal stabilizer has complex frequency characteristics ranging from high to low frequencies, the tilt angle of the horizontal stabilizer can be suppressed to a minimum, and the moving object It becomes possible to provide an antenna device that is not affected by fluctuations in the air and the like.

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。
Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various improvements and changes in design can be made without departing from the gist of the present invention. Of course.

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

第1図は本発明に係るアンテナ装置の本体部を示す斜視
図、 第2図は本発明に係るアンテナ装置の本体部を示す平面
図、 第3図は本発明に係るアンテナ装置のアンテナ支持機構
を示す斜視図、 第4図は本発明に係るアンテナ装置の重心位置制御機構
を示す構成斜視図、 第5図は本発明に係るアンテナ装置における重心位置制
御機構の内部構成図、 第6図は本発明に係るアンテナ装置における姿勢制御系
を示す構成ブロック図、 第7図は本発明に係るアンテナ装置における姿勢制御系
の仰角制御部および方位角制御部を示す構成ブロック図
、 第8図は第7図に示す演算回路のブロック図、第9図は
本発明に係るアンテナ装置における姿勢制御系の動揺補
償部を示す構成ブロック図、第10図は本発明に係るア
ンテナ装置における水平安定台の動揺補償動作を示す説
明図、第1)図は本発明に係るアンテナにおける重心位
置制御機構の補償原理を示す説明図である。 10・・・本体部     12・・・指向性アンテナ
14・・・水平安定台   16・・・アンテナ支持機
構18・・・フライホイール機構 20・・・重心位置制御機構 24・・・支柱      36・・・方位軸38・・
・方位角制御用モータ 48a、48b・・・仰角軸 56・・・仰角制御用モ
ータ66・・・フライホイール回転用モータ70・・・
フライホイール 74.76・・・傾斜検出手段78.
80・・・重心制御部 84a、84b・・・ステップモータ 95a、96b・・・ポテンショメータ104・・・仰
角制御部  106・・・動揺補償部108・・・方位
角制御部 1)0.1)4.154・・・制御回路MX
 、Mv・・・重錘 FIG、1 FIG、3  1
FIG. 1 is a perspective view showing the main body of the antenna device according to the present invention, FIG. 2 is a plan view showing the main body of the antenna device according to the present invention, and FIG. 3 is an antenna support mechanism of the antenna device according to the present invention. FIG. 4 is a perspective view of the configuration of the center of gravity position control mechanism of the antenna device according to the present invention, FIG. 5 is an internal configuration diagram of the center of gravity position control mechanism of the antenna device according to the present invention, and FIG. FIG. 7 is a configuration block diagram showing an attitude control system in an antenna device according to the present invention; FIG. 7 is a block diagram of the arithmetic circuit, FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the oscillation compensation section of the attitude control system in the antenna device according to the present invention, and FIG. FIG. 1) is an explanatory diagram showing the compensation principle of the gravity center position control mechanism in the antenna according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Main body part 12... Directional antenna 14... Horizontal stabilizer 16... Antenna support mechanism 18... Flywheel mechanism 20... Center of gravity position control mechanism 24... Support column 36...・Azimuth axis 38...
- Azimuth angle control motors 48a, 48b...Elevation angle axis 56...Elevation angle control motor 66...Flywheel rotation motor 70...
Flywheel 74.76...Inclination detection means 78.
80... Center of gravity control section 84a, 84b... Step motor 95a, 96b... Potentiometer 104... Elevation angle control section 106... Sway compensation section 108... Azimuth angle control section 1) 0.1) 4.154...Control circuit MX
, Mv... Weight FIG, 1 FIG, 3 1

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)指向性アンテナを有し船舶等の動揺する移動体に
載置されるアンテナ装置において、前記指向性アンテナ
を支持する水平安定台と、前記水平安定台を前記移動体
に対して傾動可能に支持する支持機構と、外乱による前
記水平安定台の傾動を抑制するフライホイール機構と、
外乱による前記水平安定台の傾動を検出する傾斜検出手
段と、当該傾動量に基づき重心位置を移動制御する重心
位置制御機構とを具備することを特徴とするアンテナ装
置。
(1) In an antenna device that has a directional antenna and is placed on an oscillating moving body such as a ship, there is a horizontal stabilizer that supports the directional antenna, and the horizontal stabilizer is tiltable with respect to the moving body. a support mechanism that supports the horizontal stabilizer, and a flywheel mechanism that suppresses tilting of the horizontal stabilizer due to external disturbances.
An antenna device comprising: tilt detection means for detecting tilting of the horizontal stabilizer due to disturbance; and a center of gravity position control mechanism for controlling movement of the center of gravity based on the amount of the tilt.
(2)特許請求の範囲第1項記載の装置において、支持
機構はX軸の回りに回動可能な第1の支持体と、前記第
1支持体に軸支されY軸の回りに回動可能な第2の支持
体とから構成され、前記第2支持体に水平安定台が支持
されてなるアンテナ装置。
(2) In the device according to claim 1, the support mechanism includes a first support that is rotatable around the X-axis, and a first support that is pivotally supported by the first support and rotatable around the Y-axis. and a second supporting body, the antenna device comprising a horizontal stabilizer supported by the second supporting body.
(3)特許請求の範囲第1項記載の装置において、水平
安定台は方位角制御機構により支持機構に対しX−Y平
面内で回転可能に構成してなるアンテナ装置。
(3) An antenna device according to claim 1, wherein the horizontal stabilizer is configured to be rotatable within the X-Y plane with respect to the support mechanism by an azimuth angle control mechanism.
(4)特許請求の範囲第1項記載の装置において、支持
機構は方位角制御機構により移動体に対しX−Y平面内
で回転可能に構成してなるアンテナ装置。
(4) An antenna device according to claim 1, wherein the support mechanism is configured to be rotatable within the X-Y plane with respect to the moving body by an azimuth angle control mechanism.
(5)特許請求の範囲第1項記載の装置において、指向
性アンテナは仰角制御機構により水平安定台に対し鉛直
面内で回動可能に構成してなるアンテナ装置。
(5) An antenna device according to claim 1, wherein the directional antenna is configured to be rotatable in a vertical plane relative to a horizontal stabilizer by an elevation angle control mechanism.
(6)特許請求の範囲第1項記載の装置において、フラ
イホイール機構は水平安定台に直交するスピンベクトル
を有し高速で回転するフライホイールより構成してなる
アンテナ装置。
(6) The antenna device according to claim 1, wherein the flywheel mechanism is a flywheel that rotates at high speed and has a spin vector orthogonal to the horizontal stabilizer.
(7)特許請求の範囲第1項記載の装置において、傾斜
検出手段は水平安定台のX軸回りの傾斜を検出する第1
の傾斜検出部と、水平安定台のY軸回りの傾斜を検出す
る第2の傾斜検出部とから構成してなるアンテナ装置。
(7) In the device according to claim 1, the inclination detection means is a first
An antenna device comprising: a tilt detecting section; and a second tilt detecting section that detects a tilt of a horizontal stabilizer about the Y-axis.
(8)特許請求の範囲第7項記載の装置において、重心
位置制御機構は第1傾斜検出部からの検出信号に基づき
X軸方向の重心位置を移動する第1の重心位置移動手段
と、第2傾斜検出部からの検出信号に基づきY軸方向の
重心位置を移動する第2の重心位置移動手段とから構成
してなるアンテナ装置。
(8) In the device according to claim 7, the center of gravity position control mechanism includes a first center of gravity position moving means for moving the center of gravity position in the X-axis direction based on a detection signal from the first inclination detector; 2. An antenna device comprising a second center of gravity position moving means for moving the center of gravity position in the Y-axis direction based on a detection signal from a two-inclination detection section.
(9)特許請求の範囲第8項記載の装置において、第1
重心位置移動手段はステップモータによってX軸に沿っ
て移動する重錘M_xを有し、一方、第2重心位置移動
手段はステップモータによってY軸に沿って移動する重
錘M_yを有してなるアンテナ装置。
(9) In the device according to claim 8, the first
The center of gravity position moving means has a weight M_x that is moved along the X axis by a step motor, and the second center of gravity position moving means is an antenna that has a weight M_y that is moved along the Y axis by a step motor. Device.
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JPH04291805A (en) * 1991-03-20 1992-10-15 Japan Radio Co Ltd Rocking compensation type antenna system
CN111650665A (en) * 2020-05-20 2020-09-11 北京遥测技术研究所 Security inspection imaging system with motion compensation and using method thereof

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JPS60150301A (en) * 1984-01-17 1985-08-08 Furuno Electric Co Ltd Device for keeping directivity of directional body

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