JP4382249B2

JP4382249B2 - In-vehicle satellite tracking device and in-vehicle satellite receiving system

Info

Publication number: JP4382249B2
Application number: JP2000127520A
Authority: JP
Inventors: 順植村; 正行佐竹; 大助徳永
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: JP2001304879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された衛星アンテナの向きを所望の衛星方向に自動追尾させる車載用衛星追尾装置、及び、この衛星追尾装置を用いた車載用衛星受信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、放送衛星（ＢＳ）からの送信電波を受信する衛星アンテナ（ＢＳアンテナ）や、このアンテナからの受信信号の中から所望チャンネルの放送信号を受信・復調する衛星チューナ（ＢＳチューナー）等を車両に搭載し、衛星チューナが復調した映像信号や音声信号を車両に搭載されたモニタやスピーカに出力することで、乗員がＢＳ放送を視聴できるようにした車載用衛星受信システムが知られている。
【０００３】
また、この種のシステムにおいては、車両の走行状態（進行方向等）が変化しても衛星アンテナが常に放送衛星からの送信電波を受信できるようにするために、衛星アンテナの向き（方位角，仰角）を自動制御する衛星追尾装置が設けられている。
【０００４】
そして、従来、こうした車載用の衛星追尾装置は、衛星チューナにて選局・復調される所望チャンネルの放送信号を追尾用信号として用い、この追尾用信号の信号レベルが最大となるように、衛星アンテナの向きを制御するようにされている。尚、このように追尾用信号として、衛星チューナにて選局・復調された所望チャンネルの放送信号を用いるのは、衛星アンテナを、受信対象となる放送衛星（ＢＳ）とは異なる人工衛星に向けてしまうことのないようにするためである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の車載用衛星受信システムは、放送衛星（ＢＳ）を介して行われているＢＳアナログ放送を移動中の車両で視聴できるようにするためのシステムであるが、最近では、こうしたＢＳアナログ放送だけでなく、通信衛星を使ったデジタル放送についても、移動中の車両で視聴できるようにすることが要求されている。また、最近では、放送衛星（ＢＳ）を介して行われる衛星放送も、従来のアナログ放送からデジタル放送に移行することになり、こうしたＢＳデジタル放送が開始された際には、この放送についても、移動中の車両で視聴できるようにすることが要求されている。
【０００６】
ところが、従来の車載用衛星受信システムに組み込まれる衛星追尾装置は、追尾用信号として、衛星チューナにて選局・復調された所望チャンネルの放送信号を使用することから、従来の車載用衛星受信システムでは、上記要求に応えることができなかった。
【０００７】
つまり、従来の車載用衛星追尾装置では、衛星チューナにて選局・復調する放送信号がアナログ信号であり、その信号レベルは、衛星アンテナの向きによって変動することから、追尾用信号として衛星チューナによる選局・復調後の放送信号を用いるようにしているのであるが、デジタル放送受信用の衛星チューナによる選局・復調後の放送信号は、デジタル信号であり、その信号レベルは、衛星アンテナの向きによって変動することはなく、衛星アンテナが人工衛星に向いているか否かによって「０」，「１」に変動するだけである。よって、従来の車載用衛星追尾装置を使って、衛星アンテナを、デジタル放送を行う放送衛星（ＢＳ）やデジタル放送或いはデジタル通信を行う通信衛星（ＣＳ）に向けて自動追尾させることはできず、従来の車載用衛星受信システムを使って、デジタル放送受信用のシステムを構築することはできないのである。
【０００８】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、車両に搭載された衛星アンテナの向きを、デジタル放送若しくはデジタル通信を行う人工衛星方向に自動追尾させることができる車載用衛星追尾装置、及び、この衛星追尾装置を用いた車載用衛星受信システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１記載の車載用衛星追尾装置においては、選局手段が、衛星アンテナからの受信信号の中から予め追尾用信号として設定された所定信号を選局し、進行方位検出手段が、車両の進行方位の変化を検出する。そして、制御手段が、選局手段にて選局された追尾用信号の信号レベルが最大となるように、衛星アンテナの向きを制御し、補正手段が、進行方位変化検出手段にて検出された進行方位の変化量に応じて衛星アンテナの向きを補正する。
【００１０】
この結果、衛星アンテナの向き（換言すれば、方位角及び仰角）は、制御手段により、選局手段が選局した追尾用信号を送信してきた人工衛星方向を向くように制御され、しかも、車両の進行方位が変化した際には、補正手段によって補正されることから、衛星アンテナは常に追尾用信号を送信してきた人工衛星方向を向くことになる。
【００１１】
また、本発明では、制御手段の制御動作によって衛星アンテナの向きが確実に所望の人工衛星方向となるようにするために、選局手段が選局する追尾用信号を、人工衛星側に設けられたビーコンから送信されてくる衛星位置確認用のビーコン信号とし、選局手段にてこのビーコン信号を正確に選局できるようにするために、選局手段を、局部発振手段と、水晶発振器と、発振周波数制御手段と、混合手段と、狭帯域のクリスタルフィルタとから構成している。
【００１２】
つまり、ビーコン信号は、各人工衛星毎に周波数が設定されていることから、選局手段にて、所望周波数のビーコン信号を選局するようにすれば、その選局したビーコン信号の信号レベルから、衛星アンテナの向きを所望の人工衛星方向に最適に制御することができる。
【００１３】
そこで、本発明では、ビーコン信号を追尾用信号として選局することにより、追尾させるべき人工衛星からの送信信号がデジタル放送或いはデジタル通信用の信号であっても、衛星アンテナの向きをその人工衛星方向に確実に制御することができるようにしている。
【００１４】
また、ビーコン信号を用いて衛星アンテナの向きを制御するには、ビーコン信号の信号レベルを正確に検出する必要があるが、ビーコン信号は、一般に無変調のキャリア（搬送波）であり、帯域幅を有しないことから、その信号レベルを正確に検出するには、選局手段にて、ビーコン信号付近の周波数帯のノイズ成分をカットし、ビーコン信号のみを高精度に抽出する必要がある。
【００１５】
そして、このためには、選局手段にて、ビーコン信号を、信号レベルを検出可能な低周波の信号に周波数変換し、その周波数変換後のビーコン信号を狭帯域のバンドパスフィルタを通過させることにより、ビーコン信号を抽出すればよい。ところが、ビーコン信号抽出用のバンドパスフィルタを狭帯域にした場合、ビーコン信号を周波数変換するのに使用する周波数変換用信号の周波数を高精度に制御する必要がある。つまり、周波数変換用信号の周波数が規定値からずれると、周波数変換後のビーコン信号が、バンドパスフィルタの信号通過帯域から外れて、ビーコン信号を抽出することができなくなることから、周波数変換用信号の周波数を高精度に制御しなければならない。
【００１６】
そこで、本発明では、選局手段を上記のように構成することにより、選局手段にて、追尾対象となる人工衛星から送信されてきたビーコン信号を高精度に選局できるようにしているのである。
即ち、本発明では、選局手段において、発振周波数制御手段が、混合手段を介して受信信号を周波数変換するのに用いる局部発振信号の周波数（詳しくは、局部発振手段の発振周波数）を、発振周波数の温度補償機能を有する水晶発振器（所謂ＴＣＸＯ；Temperature Compensated Crystal Oscillator）が発生する基準信号に基づき制御することにより、衛星アンテナからの受信信号に含まれるビーコン信号を予め設定された所定周波数の信号に高精度に周波数変換できるようにし、しかも、その周波数変換後のビーコン信号を、狭帯域のクリスタルフィルタを介して抽出することにより、選局手段から出力される選局後のビーコン信号がノイズ成分の少ない（換言すれば純度の高い）信号となるようにしている。
【００１７】
よって、本発明によれば、従来装置のように、衛星チューナにて選局・復調した放送信号の信号レベルを検出することなく、衛星アンテナの向きを、追尾させるべき人工衛星方向に高精度に制御することが可能となり、衛星アンテナを追尾させるべき人工衛星が、デジタル放送或いはデジタル通信用の人工衛星であっても、衛星アンテナの向きをその人工衛星方向に高精度に制御することができる。
【００１８】
尚、制御手段が衛星アンテナの向きを制御するために用いる追尾用信号（本発明ではビーコン信号）の信号レベルとしては、選局手段にて選局されたビーコン信号の電圧をそのまま使用してもよいが、より好ましくは、ビーコン信号周囲のノイズ成分の信号レベル（電圧）を検出し、その検出結果に基づきビーコン信号のＣ／Ｎ（信号対ノイズ比）を求めるようにするとよい。
【００１９】
また、請求項１に記載の車載用衛星追尾装置には、位置検出用の電波を送信してくる複数の人工衛星（Global Positioning System（ＧＰＳ）用の人工衛星）からの送信電波に基づき車両の進行方位を検出する進行方位検出手段が備えられている。
【００２０】
そして、制御手段において、衛星アンテナの向きが追尾すべき人工衛星から外れている場合には、衛星探索制御手段が、選局手段にて追尾用信号を選局できるように衛星アンテナの向きを制御することにより、追尾すべき人工衛星を探索し、この衛星探索制御手段の動作によって衛星アンテナの向きが追尾すべき人工衛星方向に制御されると、衛星追尾制御手段が、衛星アンテナの向きをその人工衛星方向に保持する制御を実行する。
【００２１】
ところで、衛星探索制御手段は、追尾すべき人工衛星を衛星アンテナにて捕捉できていないときに、衛星アンテナの向きを変化させることによって、衛星アンテナにてその人工衛星からのビーコン信号を受信できるようにするためのものであることから、探索動作時には、衛星アンテナの向きを制御可能な全方向に変化させるのが一般的である。
【００２２】
しかし、本発明では、車両の走行時にその進行方位（絶対方位）を検出できる進行方位検出手段を備えていることから、衛星探索制御手段が人工衛星の探索動作に入ると、まず、進行方位検出手段にて車両の進行方位が検出されているか否かを判定し、車両の進行方位が検出されているときには、その検出された車両の進行方位と探索すべき人工衛星の現在位置からの方位とに基づき、衛星アンテナの向きを変化させる探索範囲を設定し、その探索範囲内で衛星アンテナの向きを制御することにより人工衛星を探索するようにしている。
【００２３】
つまり、車両の進行方位（絶対方位）がわかれば、その進行方位と人工衛星が打ち上げられている方位（絶対方位）とに基づき、車両の進行方向を基準として衛星アンテナを向けるべき方向（車体に対する相対方位）を求めることができる。そこで、本発明（請求項１）では、進行方位検出手段を利用して車両の進行方位（絶対方位）を検出し、その検出結果に基づき、人工衛星の探索時に衛星アンテナの向きを変化させる探索範囲を設定し、その探索範囲内で人工衛星の探索動作を行うことにより、人工衛星を速やかに捕捉できるようにしているのである。
【００２４】
よって、本発明によれば、車載用衛星追尾装置の起動直後や、車両の走行変化等によって衛星アンテナにて人工衛星を捕捉できなくなったとき（所謂追尾外れが生じたとき）に、人工衛星を探索するのに要する時間を短くすることができる。
【００２５】
尚、進行方位検出手段は、複数の人工衛星からの送信電波に基づき車両の進行方位を検出するものであり、所謂ＧＰＳ受信機の一機能として従来より周知のものであるが、この進行方位検出手段では、車両が停止しているときや、低速走行しているときには、進行方位を正確に検出することができないので、この場合には、衛星探索制御手段は、探索範囲を設定することなく衛星アンテナの向きを制御することにより、人工衛星を探索することになる。
【００２６】
また、上記のように探索範囲を設定するには、現在位置での人工衛星の方位を知る必要があるが、追尾すべき人工衛星が、放送衛星（ＢＳ）や通信衛星（ＣＳ）のように、静止軌道上に打ち上げられている静止衛星の場合には、その方位を予め設定しておけばよい。つまり、本発明の衛星追尾装置は、自動車等の車両に搭載されるものであるが、こうした車両は、例えば、日本国内というように、通常、特定の地域で使用されるものであり、その地域が定まれば、静止衛星の方位も略一定であることから、人工衛星の方位を一定値として設定しておき、その方位と車両の進行方位とから、探索範囲を設定すればよい。また、追尾すべき人工衛星が周回軌道上に打ち上げられている場合は、その人工衛星の方位が時々刻々と変化することから、探索範囲を設定する際には、その人工衛星の方位を、現在時刻に基づき設定するようにすればよい。
【００２７】
また次に、進行方位検出手段は、車載用衛星追尾装置専用のものとして構成してもよいが、請求項２に記載のように、進行方位検出手段による検出結果を、衛星追尾装置以外の車載装置（例えばナビゲーション装置等）にも出力するよう構成することにより、進行方位検出手段を、衛星追尾装置とナビゲーション装置等の他の車載装置とで共用するようにしてもよい。
【００２８】
一方、請求項３、４に記載の車載用衛星追尾装置においては、衛星アンテナが、静止軌道上に打ち上げられている放送衛星及び通信衛星を含む複数の人工衛星からの送信電波を受信できるように構成され、選局手段において局部発振手段の発振周波数を制御する発振周波数制御手段は、局部発振手段の発振周波数を外部から指定された衛星からのビーコン信号に対応した周波数に設定することにより、衛星アンテナにて受信可能な複数のビーコン信号の内の一つを選局させる。
【００２９】
よって、本発明（請求項３、４）の車載用衛星追尾装置によれば、例えば、ＢＳチューナ、ＣＳチューナといった、異なる人工衛星（ＢＳ，ＣＳ）からの放送信号を選局・復調することのできる１又は複数の受信装置を車両に搭載した場合であっても、使用者がその受信装置で受信したい人工衛星を指定すれば、衛星アンテナの向きが指定した人工衛星方向に自動で制御されることになり、使い勝手を向上できる。
【００３０】
ところで、上記請求項１〜請求項４記載の車載用衛星追尾装置を実現するには、追尾すべき人工衛星が発生するビーコン信号の周波数を予め設定しておく必要があるが、例えば、ＢＳ放送やＣＳ放送に用いられる人工衛星（ＢＳ，ＣＳ）は、衛星の寿命等によって将来変更されることがある。そして、このように、受信したい放送信号を送信してくる人工衛星が変更されると、その放送内容やチャンネル割り当てが同じであったとしても、ビーコン信号の周波数は今までとは異なる周波数になってしまう。従って、この場合は、選局手段が追尾用信号として選局するビーコン信号の周波数を変更する必要があるが、このような変更作業を使用者が行うのは困難であり、また、サービス業者に頼むと費用がかかるという問題がある。
【００３１】
そこで、請求項５記載の車載用衛星追尾装置では、このような場合でも、自動的にビーコン信号を探索できるようにするために、選局情報取得手段を設けている。即ち、請求項５に記載の衛星追尾装置において、選局情報取得手段は、追尾すべき衛星からのビーコン信号を選局するのに必要な選局情報が不明なときに、その選局情報を自動で取得するためのものであり、追尾用信号候補探索手段と、受信状態判定手段と、選局情報登録手段とを備えている。
【００３２】
そして、この選局情報取得手段においては、まず、追尾用信号候補探索手段が、発振周波数制御手段が制御する局部発振手段の発振周波数を予め設定された下限周波数から上限周波数までの範囲内で変化させつつ、衛星アンテナの向きを変化させ、そのとき、クリスタルフィルタを通過した信号の信号レベルが設定値以上となると、その信号を前記追尾用信号の候補として選択する。そして、その後、受信状態判定手段が、選局手段に対して、追尾用信号候補探索手段により追尾用信号の候補として選択された信号を選局させ、そのとき、衛星アンテナからの受信信号を選局・復調する受信装置（衛星チューナ等）側で所望の情報を復調できているか否かを判定し、この受信状態判定手段にて受信装置側で所望の情報を復調できたと判定されると、選局情報登録手段が、そのとき選局手段が選局している信号が追尾すべき衛星からのビーコン信号であるとして、そのビーコン信号を選局手段に選局させるのに必要な選局情報（詳しくは、ビーコン信号の周波数等）を、メモリに記憶する。
【００３３】
よって、請求項５記載の車載用衛星追尾装置によれば、放送に用いる人工衛星の変更等によって、追尾すべき人工衛星から送信されてくるビーコン信号の周波数が不明となった場合であっても、そのビーコン信号の選局情報を自動的に取得することができるようになり、極めて使い勝手のよい衛星追尾装置を提供できる。
【００３４】
ところで、選局情報取得手段は、追尾用信号候補探索手段により追尾用信号の候補となる信号を抽出し、その後、候補として抽出した信号を受信するように衛星アンテナの向きを制御して、外部の受信装置（衛星チューナ等）で所望の信号を復調できたか否かを判断することにより、追尾用信号として使用するビーコン信号の周波数を特定することから、選局情報取得手段にて追尾用信号の候補として選択された信号が多くなる程、選局情報の設定に時間がかかることになる。
【００３５】
これに対して、人工衛星には、ビーコン信号として、特定周波数の一波（搬送波）だけを送信してくるものと、メインの搬送波に加えて、その搬送波よりも信号レベルが低く、一定周波数だけずれたサブキャリアを送信してくるものとがある。具体的には、現在、ＢＳ放送を行っている放送衛星（ＢＳ）からは、サブキャリアを付与したビーコン信号が送信され、ＣＳ放送を行っている通信衛星（ＣＳ）からは、サブキャリアを付与しないビーコン信号が送信されている。従って、選局情報を取得したい人工衛星が送信してくるビーコン信号にサブキャリアが付与されているか否かがわかれば、追尾用信号の候補なる信号を絞り込むことができる。
【００３６】
そこで、請求項６記載の車載用衛星追尾装置においては、請求項５記載の装置において、更に、選局情報取得手段に、追尾用信号候補探索手段により追尾用信号の候補として選択された信号毎に、サブキャリアが付与されているか否かを判定するサブキャリア判定手段と、追尾用信号候補として探索すべきビーコン信号を送信してくる人工衛星が、サブキャリアを付与したビーコン信号を送信してくる人工衛星であるか否かを判定する衛星種別判定手段とを設けている。
【００３７】
そして、請求項６記載の車載用衛星追尾装置において、受信状態判定手段は、衛星種別判定手段による判定結果に応じて、人工衛星がサブキャリアを付与したビーコン信号を送信してくる場合には、追尾用信号候補探索手段により追尾用信号の候補として選択された信号の内、サブキャリア判定手段にてサブキャリアが付与されていると判定された信号を選局手段に選局させ、逆に、人工衛星がサブキャリアの無いビーコン信号を送信してくる場合には、追尾用信号候補探索手段により追尾用信号の候補として選択された信号の内、サブキャリア判定手段にてサブキャリアが付与されていないと判定された信号を選局手段に選局させる。
【００３８】
よって、請求項６記載の車載用衛星追尾装置によれば、放送に用いる人工衛星の変更等によって、追尾すべき人工衛星から送信されてくるビーコン信号の周波数が不明となった場合に、選局情報取得手段がビーコン信号の選局情報を取得するのに要する時間を短くできる。
【００３９】
一方、請求項７記載の発明は、上述した請求項１〜請求項６いずれか記載の車載用衛星追尾装置を用いて構成された車載用衛星受信システムであり、この衛星追尾装置によりアンテナの向きが自動制御される衛星アンテナからの受信信号を選局・復調することにより、人工衛星から送信されてきた所望チャンネルの放送又は通信信号を復元する受信装置とを備える。
【００４０】
従って、請求項７記載の車載用衛星受信システムによれば、上述した衛星追尾装置の動作によって、受信用の衛星アンテナの向きが、受信すべき人工衛星方向に常に最適に制御されることから、受信装置（衛星チューナ等）において、その人工衛星から送信されてきた所望チャンネルの放送信号を選局・復調することができる。
【００４１】
ところで、衛星放送には、放送信号にスクランブルをかけることにより、そのスクランブルを解除して放送信号を復元するための復元情報を有する特定の加入者だけに放送信号を配信するようにした放送チャンネル（一般に有料放送）があるが、車載用衛星受信システムでも、使用者からの要求によって、こうした放送チャンネルを受信できるようにすることが望ましい。
【００４２】
そこで、請求項８記載の車載用衛星受信システムでは、こうした要求に応えるために、請求項７記載の車載用衛星受信システムに対して、更に、使用者が指定した特定チャンネルの放送又は通信信号を受信装置で復元するのに必要な復元情報を取得するできるようにするための無線通信手段を設けている。そして、この無線通信手段は、まず、受信装置が選局・復調する放送又は通信信号を送信してくる人工衛星に対してこの信号を発信する地球局を無線通信回線を介して呼び出し、その呼び出した地球局に対して、受信装置にて選局・復調したい所望チャンネルの放送又は通信信号の送信要求を行い、その送信要求に応じて地球局から送信されてくる復元情報を受信する。
【００４３】
この結果、請求項８記載の車載用衛星受信システムによれば、車両において、その移動中に、地上局が人工衛星を介して特定の加入者に対して配信する放送信号（或いは通信信号）を受信することができるようになる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明が適用された実施例の車載用衛星受信システム全体の構成を表す構成図である。
【００４５】
本実施例の車載用衛星受信システムは、自家用車等、一般車両（自動車）に搭載されて、放送衛星（ＢＳ）及び通信衛星（ＣＳ）からの送信電波を、これら各電波共通の受信アンテナ（衛星アンテナであり、本実施例では平面アンテナからなる）２０にて受信し、その平面アンテナ２０からの受信信号の中から所望の放送チャンネルの放送信号を選局・復調して、車室内に設けられた液晶ディスプレイ等からなるテレビモニタやスピーカに復調信号（映像信号や声信号等）を出力することで、車両乗員が衛星放送（ＢＳ放送及びＣＳ放送）を視聴できるようにするためのものである。
【００４６】
そして、本実施例の車載用衛星受信システムは、平面アンテナ２０の方向（方位角及び仰角）を人工衛星２（ＢＳ又はＣＳ）に向けて自動調整するための受信部４及び制御部６からなる衛星追尾装置と、平面アンテナ２０からの受信信号を受けて放送信号を選局・復調するための衛星チューナ（図ではＣＳチューナ８）と、ＣＳチューナ８を使ってスクランブルのかかった特定チャンネルの放送信号を復元するのに必要な復元情報を地球局１２から取得するための地上通信装置１０とから構成されている。
【００４７】
ここで、衛星追尾装置を構成する受信部４は、車室外に設けられ、制御部６は、オーディオ装置やナビゲーション装置と共に車室内に設けられている。そして、受信部４には、上述の平面アンテナ２０に加えて、この平面アンテナ２０の方向（方位角及び仰角）を調整するための調整機構２２や、この調整機構２２の駆動源となるモータ（例えばステップモータ）２４が備えられている。
【００４８】
また、受信部４において、平面アンテナ２０からの受信信号Ｓ０は、増幅回路２６にて増幅された後、混合回路２８に入力される。混合回路２８は、受信信号Ｓ０と周波数変換用の局部発振信号（以下、局発信号という）Ｃ２とを混合することにより、受信信号Ｓ０を所定周波数帯の中間周波信号Ｓ１に周波数変換するためのものであり、周波数変換後の中間周波信号Ｓ１は、増幅回路３８にて増幅された後、制御部６に出力される。
【００４９】
一方、受信部４には、混合回路２８にて受信信号Ｓ０を中間周波信号Ｓ１に周波数変換するのに必要な局発信号Ｃ２を生成する回路として、一定周波数（例えば、２．６６９５ＧＨｚ）の局発信号Ｃ１を発生する局部発振回路３０と、この局部発振回路３０からの局発信号Ｃ１の周波数を所定値倍（例えば４倍）する逓倍回路３２と、この逓倍回路３２で逓倍された一定周波数（例えば、１０．６７８ＧＨｚ）の局発信号Ｃ２を選択的に通過させる、狭帯域のバンドパスフィルタ３４とが備えられている。そして、このバンドパスフィルタ３４を通過した局発信号Ｃ２は、増幅回路３６にて所定レベルまで増幅された後、混合回路２８に入力される。
【００５０】
また、局部発振回路３０は、発振周波数を電圧制御可能な発振回路（所謂ＶＣＯ）から構成されており、本実施例では、この局部発振回路３０の発振周波数を一定にするために、制御部６から受信部４に対して周波数が安定した基準信号Ｃ０（例えば、周波数：２０．８５５４６９ＭＨｚ）を出力し、受信部４側では、この基準信号Ｃ０をＰＬＬ回路４２に入力し、ＰＬＬ回路４２の動作によって、局部発振回路３０の発振周波数を、基準信号Ｃ０に位相同期した一定周波数に制御するようにされている。
【００５１】
尚、中間周波信号Ｓ１及び基準信号Ｃ０は、受信部４と制御部６との間で、共通の信号線（例えば同軸ケーブル）を介して入・出力される。このため、受信部４において、増幅回路３８からの中間周波信号Ｓ１の出力経路上には、分波フィルタ４０が設けられており、この分波フィルタ４０を介して、増幅回路３８から出力された中間周波信号Ｓ１を制御部６側に送出し、制御部６からの基準信号Ｃ０をＰＬＬ回路４２側に取り込むようにされている。
【００５２】
また、受信部４において、局部発振回路３０から逓倍回路３２に至る信号経路上には、分岐回路４４が設けられており、この分岐回路４４を介して局部発振回路３０からの出力（Ｃ１）の一部を分岐させ、これをＰＬＬ回路４２にフィードバックするようにされている。
【００５３】
そして、このように構成された受信部４においては、平面アンテナ２０にて受信されたＣＳ信号は、例えば、１５７２〜２０７２ＭＨｚの中間周波信号（ＣＳ−ＩＦ）に周波数変換されて、制御部６に入力され、平面アンテナ２０にて受信されたＢＳ信号は、例えば、１０３５〜１３３５ＭＨｚの中間周波信号（ＢＳ−ＩＦ）に周波数変換されて、制御部６に入力される。
【００５４】
次に、制御部６には、受信部４から入力される受信信号（中間周波信号Ｓ１）をそのまま外部の衛星チューナ（図ではＣＳチューナ８）に出力するための出力経路が設けられると共に、上述した基準信号Ｃ０を生成するための基準信号発生手段として、発振周波数の温度補償機能を有し、しかも、発振周波数を外部からの印加電圧によって制御可能な水晶発振器（所謂ＶＣ−ＴＣＸＯ）５０が設けられている。
【００５５】
そして、上記受信信号の出力経路上には、混合フィルタ５２が設けられ、この混合フィルタ５２を介して、受信信号である中間周波信号Ｓ１を衛星チューナ側に通過させると共に、水晶発振器５０からの基準信号Ｃ０を受信部４側に出力するようにされている。
【００５６】
また、上記受信信号の出力経路上には、混合フィルタ５２を通過した受信信号（中間周波信号Ｓ１）の一部を分岐させる分岐回路５４が設けられている。そして、この分岐回路５４にて分岐された受信信号（中間周波信号Ｓ１）は、混合手段としての混合回路５６に入力され、混合回路５６にて、局部発振手段としての局部発振回路５８が発生した局部発振信号（局発信号）と混合されることにより、第２の中間周波信号に周波数変換される。
【００５７】
また、この周波数変換後の第２の中間周波信号は、増幅回路６２にて増幅された後、例えば、中心周波数が１０．７ＭＨｚで、信号通過帯域幅が例えば±３．７５ｋＨｚに設定された狭帯域のクリスタルフィルタ６４に入力される。そして、このクリスタルフィルタ６４を通過した中心周波数１０．７ＭＨｚの信号（以下、選局信号という）Ｓ２は、増幅回路６６にて更に増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路６８を介して、自動追尾制御用のマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンという）７０に入力される。
【００５８】
次に、局部発振回路５８は、発振周波数を電圧制御可能な発振回路（所謂ＶＣＯ）から構成されており、その発振周波数は、発振周波数制御手段としてのＰＬＬ回路６０により制御される。即ち、ＰＬＬ回路６０は、水晶発振器５０からの基準信号Ｃ０を基に、局部発振回路５８の発振周波数が、マイコン７０からの指令信号に対応した一定周波数となるように、局部発振回路５８をフィードバック制御するためのものであり、ＰＬＬ回路６０には、水晶発振器５０からの基準信号Ｃ０が入力されると共に、局部発振回路５８からの発振信号が分岐回路５９を介して入力されている。
【００５９】
尚、本実施例においては、上述した局部発振手段としての局部発振回路５８、水晶発振器５０、発振周波数制御手段としてのＰＬＬ回路６０、混合手段としての混合回路５６、及び、クリスタルフィルタ６４が、本発明（請求項１）の選局手段として機能する。
【００６０】
また、クリスタルフィルタ６４は、追尾用信号として用いられる人工衛星からのビーコン信号をノイズ成分の影響を受けることなく高精度に抽出するためのものであり、上述したように、本実施例では、その信号通過帯域幅が±３．７５ｋＨｚに設定される。
【００６１】
これは、クリスタルフィルタの通過帯域は、その加工精度によって変動するが、クリスタルフィルタの加工精度の交差は、一般に、±５００Ｈｚであることから、本願出願時点で量産可能な（換言すれば安価に入手可能な）クリスタルフィルタの通過帯域幅は、中心周波数±３ｋＨｚ〜±４ｋＨｚとなるためである。従って、将来、クリスタルフィルタの加工精度が上がり、より狭帯域のフィルタを使用できるようになれば、そのフィルタを使用するようにしてもよい。
【００６２】
但し、このクリスタルフィルタ６４の信号通過帯域幅を狭くすればするほど、ＰＬＬ回路６０による局部発振回路５８の発振周波数の制御精度（換言すれば水晶発振器５０の発振周波数の精度）が要求されることから、クリスタルフィルタ６４の信号通過帯域幅を狭くすれば、水晶発振器５０の発振周波数の精度を高める必要はある。
【００６３】
因みに、現在、ＴＣＸＯにて発振可能な周波数は、数十ＭＨｚで、その周波数誤差は１Ｈｚ以下であるため、例えば、ＴＣＸＯ（水晶発振器５０）の発振周波数が２０．８５５４６９ＭＨｚで、ＰＬＬ回路６０内の分周回路の分周比を調整することにより、ＰＬＬ回路６０がこの基準信号Ｃ０を基に局部発振回路５８の発振周波数を１０．６７８ＧＨｚ（←２０８５５４６９Ｈｚ×１２８×４）に制御するように設計した場合、局部発振回路５８からの発振周波数の設計値からのずれは約±５１２Ｈｚとなり、その誤差は、約１ｋＨｚとなる。従って、この場合、周波数変換後のビーコン信号の周波数のばらつきは、クリスタルフィルタ６４の加工精度に比べて十分小さく、周波数変換後のビーコン信号は、クリスタルフィルタ６４を確実に通過できることになる。
【００６４】
一方、マイコン７０には、上記ＰＬＬ回路６０の他、水晶発振器５０の発振周波数を制御するための指令信号を制御用の電圧信号に変換するためのＤ／Ａ変換回路７２、受信部４側のモータ２４を駆動して平面アンテナ２０の方向（方位角，仰角）を制御するためのモータコントローラ７４、車両旋回時の回転角速度等を検出するためのジャイロ７６、及び、位置検出用（前述したＧＰＳ用）の複数の人工衛星からの送信電波を受信して車両現在位置や走行速度、進行方向等を表す検出信号を発生するＧＰＳ受信機７８が接続されている。尚、ＧＰＳ受信機７８には、その検出信号を、マイコン７０だけでなく、ナビゲーション装置等の他の車載装置にも出力するための出力端子ＴGPが設けられている。
【００６５】
また、マイコン７０は、地上通信装置１０に対して追尾状態を表すステイタス情報を出力したり、地上通信装置１０側から衛星チューナ（図ではＣＳチューナ８）の動作状態や追尾すべき人工衛星２の種別（ＢＳ又はＣＳ）等を表すステイタス情報を取り込み、追尾条件等を設定できるようにされている。
【００６６】
そして、マイコン７０は、例えば、制御部６から受信信号（中間周波信号Ｓ１）を受ける衛星チューナがＣＳチューナであり、平面アンテナ２０の向きを通信衛星（ＣＳ）方向に追尾させる必要がある場合には、ＰＬＬ６０に対して、局部発振回路５８からの発振周波数を、ＣＳからのビーコン信号の周波数（例えば２０７１．８ＭＨｚ）に１０．７ＭＨｚを加えた周波数（例えば２０８２．５ＭＨｚ）に制御するための指令信号を出力することにより、混合回路５６及びクリスタルフィルタ６４に対して、ＣＳからのビーコン信号を選局させ、その選局信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換回路６８を介して取り込むことにより、ＣＳからのビーコン信号の信号レベルを検出する。
【００６７】
また、例えば、衛星チューナがＢＳチューナであり、平面アンテナ２０の向きを放送衛星（ＢＳ）方向に追尾させる必要がある場合には、ＰＬＬ６０に対して、局部発振回路５８からの発振周波数を、ＢＳからのビーコン信号の周波数（例えば１０３０．５ＭＨｚ）に１０．７ＭＨｚを加えた周波数（１０４１．２ＭＨｚ）に制御するための指令信号を出力することにより、混合回路５６及びクリスタルフィルタ６４に対して、ＣＳからのビーコン信号を選局させ、その選局信号Ｓ２をＡ／Ｄ変換回路６８を介して取り込むことにより、ＢＳからのビーコン信号の信号レベルを検出する。
【００６８】
また、マイコン７０は、平面アンテナ２０の方向を人工衛星（ＣＳ又はＢＳ）に向ける追尾制御を実行する際には、上記のように対応する衛星からのビーコン信号の信号レベルを検出するだけではなく、ＰＬＬ回路６０を介して局部発振回路５８の発振周波数を、そのビーコン信号周囲のノイズ信号を選局するための周波数に切り替えることにより、ノイズ信号の信号レベルについても検出し、その検出したノイズ信号の信号レベルと、ビーコン信号の信号レベルとから、ビーコン信号のＣ／Ｎ（信号対ノイズ比）を求め、このＣ／Ｎが最大となるようにモータコントローラ７４を介してモータ２４を駆動制御することにより、平面アンテナ２０の方向（方位角及び仰角）を制御する。
【００６９】
一方、地上通信装置１０は、上記のように制御部６のマイコン７０から出力されたステイタス信号を取り込み、平面アンテナ２０が人工衛星２の方向に向いていないとき（追尾外れ）に、衛星チューナ（図ではＣＳチューナ８）の選局動作を停止させるとか、或いは、衛星チューナの動作状態や追尾すべき人工衛星２の種別（ＢＳ又はＣＳ）等を表すステイタス情報を制御部６のマイコン７０側に出力するというように、衛星追尾装置と衛星チューナとの間の情報交換を行う。
【００７０】
また、地上通信装置１０は、車両乗員が所謂パーソナルコンピュータとしても使用できるようになっており、例えば、乗員が、地上通信装置１０に設けられたマウス若しくはキーボードを操作することにより、スクランブルのかかった特定チャンネルの放送信号の受信要求を入力すると、人工衛星２（通信衛星：ＣＳ）を介して各種放送信号を配信するために人工衛星２にバラボラアンテナ１４を介してアップリンクされた地球局１２（詳しくは地球局１２に設けられた通信端末）を地上の無線通信回線を介して呼び出し、地球局１２に対して、所望チャンネルの放送信号の送信要求を行う。
【００７１】
また、この送信要求に対応して、地球局１２（詳しくは地球局１２に設けられた通信端末）から、地上の無線通信回線を介して、要求した放送信号の伝送条件（請求項８記載の復元情報に相当し、具体的には、放送信号のスクランブルを解除するための鍵情報や放送信号の変調方式を表す情報等）を受信し、これをＣＳチューナ８に出力することにより、ＣＳチューナ８側で、今回送信要求を行ったチャンネルの放送信号を復元できるようにする。
【００７２】
尚、本実施例においては、衛星チューナ（図ではＣＳチューナ８）が、請求項７記載の受信装置に相当し、地上通信装置１０が、請求項８記載の無線通信手段に相当する。そして、図１には、地上通信装置１０は、地球局１２（詳しくは地球局１２側の通信端末）との間で、無線通信用のアンテナ１０ａ，１２ａを介して、直接無線通信を行うように記載されているが、この間の通信は、例えば、携帯電話等の無線電話回線を使用するようにしてもよい。
【００７３】
次に、上記のように構成された本実施例の車載用衛星受信システムにおいて、地上通信装置１０を構成するパーソナルコンピュータにて実行される本発明に関わる制御処理、及び、制御部６内のマイコン７０にて衛星追尾のために実行される制御処理について説明する。
【００７４】
図２は、地上通信装置１０にて実行される制御処理を表すフローチャートであり、（ａ）は、制御部６による衛星追尾状態と衛星チューナによる受信状態とを夫々監視するために実行される追尾・受信状態監視処理を表し、（ｂ）は、乗員からの指令に従い通信衛星（ＣＳ）の地球局１２に対して所望チャンネルの送信要求を行うＣＳ専用ｃｈ受信設定処理を表す。
【００７５】
図２（ａ）に示す追尾・受信状態監視処理は、地上通信装置１０において電源投入後にメインルーチンの一つとして繰り返し実行される処理であり、処理が開始されると、まずステップ１１０（以下、ステップをＳと記載する）にて、制御部６内のマイコン７０から出力されるステイタス情報に基づき、現在、平面アンテナ２０は人工衛星２（ＢＳ又はＣＳ）方向に正常に制御されているか否か（換言すれば衛星追尾は正常か否か）を判定する。
【００７６】
そして、衛星追尾が正常でなければ、Ｓ１２０にて、衛星チューナの動作モードを、選局・復調を停止して復調信号（映像信号，音声信号）の出力経路を遮断する待機モードにセットし、続くＳ１２５にて、マイコン７０側に出力する衛星チューナのステイタス情報として、放送信号を復調できない旨を表す「復調不能」を設定し、当該処理を終了する。
【００７７】
一方、Ｓ１１０にて、衛星追尾が正常に行われていると判断された場合には、Ｓ１３０に移行して、衛星チューナの動作モードを、乗員が指定した任意のチャンネルの放送信号を選局・復調する受信モードにセットすることにより、衛星チューナ（ＣＳチューナ８等）に対して、所望チャンネルの放送信号を選局・復調させる。
【００７８】
そして、続くＳ１４０では、衛星チューナが所望チャンネルの放送信号を正常に復調できているか否かを判断し、正常に復調できていなければ、Ｓ１２０に移行し、Ｓ１２０及びＳ１２５の処理を実行した後、当該処理を一旦終了する。また、逆に、Ｓ１４０にて、衛星チューナが放送信号を正常に復調できていると判断された場合には、Ｓ１５０に移行して、マイコン７０側に出力する衛星チューナのステイタス情報として、放送信号を正常に復調できている旨を表す「復調可能」を設定し、当該処理を終了する。
【００７９】
次に、図２（ｂ）に示すＣＳ専用ｃｈ受信設定処理は、乗員がスクランブルのかかった特定チャンネルの放送信号の受信要求を入力したときに実行される処理であり、この処理が開始されると、まずＳ１７０にて、上述したように地球局１２を無線通信回線を介して呼び出し、地球局１２に対して乗員が指定した特定チャンネルの放送信号の送信要求を行う。
【００８０】
そして、続くＳ１８０では、この送信要求に対応して、地球局１２から送信されてくる伝送条件（前述の復元情報）を受信し、続くＳ１９０にて、受信した伝送条件をＣＳチューナ８に出力することにより、ＣＳチューナ８側で、今回送信要求を行ったチャンネルの放送信号を復元できるようにする。
【００８１】
次に、図３は、衛星追尾装置を構成する制御部６内のマイコン７０において、電源投入後にメインルーチンの一つとして繰り返し実行される、衛星自動追尾処理を表すフローチャートである。
図３に示すように、この処理が開始されると、Ｓ２１０にて、地上通信装置１０から、ＣＳチューナ８等の外部の衛星チューナの動作状態や平面アンテナ２０を追尾させるべき衛星の種別（ＣＳ・ＢＳ）等を表すステイタス情報を、追尾情報として読み込む。
【００８２】
そして、続くＳ２２０では、制御部６から外部の地上通信装置１０に対して出力するステイタス情報として、現在、追尾すべき衛星（以下、追尾衛星という）を探索中である旨を表す「サーチ」を設定する。尚、このＳ２２０の処理により、地上通信装置１０側では、上述のＳ１１０の実行時に、衛星追尾が正常に行われていないことを判定できるようになる。
【００８３】
次に、Ｓ２３０では、後述する進行方位検出処理によりセット・リセットされる方位検出フラグＦを読み込み、続くＳ２４０にて、この方位検出フラグＦがセット（値１）されているか否かを判断する。尚、方位検出フラグＦは、後述する方位検出処理により、車両の進行方位を正常に検出できた際にセット（値１）され、進行方位を検出できない場合には、リセット（値０）されるフラグである。
【００８４】
そして、Ｓ２４０にて、方位検出フラグＦがセットされていると判断されると（換言すれば車両の進行方位が正常に検出されている場合には）、続くＳ２５０にて、進行方位検出処理にて検出された最新の方位データＤｉｒを読み込み、続くＳ２６０にて、その方位データＤｉｒと、追尾衛星の方位を表す方位データＤｓとに基づき、追尾衛星を探索するために平面アンテナ２０の向きを変化させる範囲（探索範囲）を設定した後、Ｓ２７０の衛星サーチ処理に移行する。
【００８５】
ここで、Ｓ２５０にて読み込む方位データＤｉｒは、車両の進行方向を表す絶対方位である。また、追尾衛星の方位データＤｓは、当該衛星受信システムが搭載される車両の所属地域から見て追尾衛星がどの方向にあるのかを表す絶対方位であり、予め設定されている。そして、Ｓ２６０では、これら各方位データＤｉｒ，Ｄｓに基づき、車両の進行方位を基準として平面アンテナ２０のビーム中心を向けるべきアンテナ方位角θＡと、このアンテナ方位角θＡを中心に平面アンテナ２０の向きを変化させるサーチ範囲θＡＬとを設定する。
【００８６】
尚、アンテナ方位角θＡは車両の進行方位を基準とする相対方位であり、例えば式「θＡ＝Ｄｓ−Ｄｉｒ」にて算出される。また、サーチ範囲θＡＬは、設定したアンテナ方位角θＡを中心として、平面アンテナ２０の向きを上下左右に何度変化させるかを表すものであり、Ｓ２６０では、予め設定された設定値ｄ（例えば、±１０度）が設定される。
【００８７】
一方、Ｓ２４０にて、方位検出フラグＦがリセットされていると判断されると（換言すれば車両の進行方位を正常に検出できていない場合には）、続くＳ２８０に移行して、Ｓ２３０にて最初に方位検出フラグＦを読み込んだ後、所定時間（ｔ秒）が経過したか否かを判断し、所定時間が経過していなければ、再度Ｓ２３０に移行することにより、所定時間の間、後述の進行方位検出処理にて車両の進行方位が検出されるのを待つ。
【００８８】
そして、Ｓ２８０にて、所定時間が経過したと判断されると、現在、車両は進行方位を検出できる状態にないと判断して、続くＳ２９０に移行し、衛星サーチのためのアンテナ方位角θＡとして、車両の進行方位に対応した値０度を設定すると共に、サーチ範囲θＡＬとして、車両を中心とする全方位である３６０度を設定し、Ｓ２７０に移行する。つまり、Ｓ２９０では、追尾衛星を探索するために平面アンテナ２０の向きを変化させる探索範囲を設定することなく、Ｓ２７０の衛星サーチ処理を実行させる。
【００８９】
次に、Ｓ２７０の衛星サーチ処理では、平面アンテナ２０のビーム中心と車両の前後方向に沿った車両中心軸とがなす角度が、Ｓ２６０又はＳ２９０にて設定されたアンテナ方位角θＡとなり、車体平面に対する平面アンテナ２０の仰角が、地上から追尾衛星を見た際の仰角となるように、平面アンテナ２０の向きを制御し、その後、Ｓ２６０又はＳ２９０にて設定されたサーチ範囲θＡＬ内で平面アンテナ２０の方位を変化させることにより、追尾衛星からのビーコン信号を受信できるようにする。
【００９０】
具体的には、前述したように、追尾衛星からのビーコン信号、及び、このビーコン信号から所定周波数だけずれた信号成分（ノイズ）を、局部発振回路５８、水晶発振器５０、ＰＬＬ回路６０、混合回路５６及びクリスタルフィルタ６４等からなる選局回路を介して選局させ、これら各信号の信号レベルをＡ／Ｄ変換回路６８を介して取り込むことにより、追尾制御用のビーコン信号の信号レベルとしてビーコン信号のＣ／Ｎを算出し、その算出したビーコン信号のＣ／Ｎが最大となるように、上記サーチ範囲θＡＬ内で平面アンテナ２０の方向を調整する。
【００９１】
こうしてＳ２７０の衛星サーチ処理が実行されると、今度は、Ｓ２７５にて、Ｓ２７０の衛星サーチ処理により追尾衛星を正常にサーチできたか否かを判断する。そして、追尾衛星を正常にサーチできていなければ、再度Ｓ２２０に移行して、Ｓ２２０以降の処理を再度実行し、追尾衛星を正常にサーチできていれば、続くＳ３００にて、外部の地上通信装置１０に出力するステイタス情報として、追尾衛星の探索が完了した旨を表す「ロック」を設定する。尚、このＳ３００の処理により、地上通信装置１０側では、上述のＳ１１０の実行時に、衛星追尾が正常に実行されたことを判定できるようになる。
【００９２】
また、続くＳ３１０では、地上通信装置１０から入力されるステイタス情報に基づき、衛星チューナ側で所望チャンネルの放送信号を正常に復調できているか否かを判断する。そして、衛星チューナ側で放送信号を正常に復調できていなければ、再度Ｓ２２０に移行して、上記Ｓ２２０以降の処理を実行し、放送信号を正常に復調できていれば、Ｓ３２０に移行する。
【００９３】
Ｓ３２０では、Ｓ２３０と同様に、方位検出フラグＦを読み込む。そして、続くＳ３３０では、その読み込んだ方位検出フラグＦがセットされているか否かを判断し、方位検出フラグＦがセットされていれば、Ｓ３４０にて、後述の進行方位検出処理にて検出された方位データＤｉｒを読み込み、Ｓ３６０に移行する。また、方位検出フラグＦがセットされていなければ、後述の進行方位検出処理にて、車両の進行方位（絶対方位）を正常に検出できない場合に、ジャイロ７６の出力から求められた方位変化量△Ｄを読み込み、Ｓ３６０に移行する。
【００９４】
次に、Ｓ３６０では、Ｓ３４０で読み込んだ方位データＤｉｒ又はＳ３５０で読み込んだ方位変化量△Ｄに基づき、車両の進行方位は変化したか否かを判断する。そして、Ｓ３６０にて、車両の進行方位が変化したと判断された場合には、続くＳ３７０に移行して、平面アンテナ２０の方向を、車両の進行方向の変化分を相殺する方向に補正する。具体的には、平面アンテナ２０の向きを、車両の進行方向の変化分だけ、車両の進行方向の変化方向とは反対方向に変化させる。
【００９５】
また次に、Ｓ３６０にて、車両の信号方向は変化していないと判断されるか、或いは、Ｓ３７０にて、平面アンテナ２０の方向を車両の進行方向の変化に応じて補正した後は、Ｓ３８０に移行し、平面アンテナ２０の方向を、衛星からのビーコン信号のＣ／Ｎが最大となるように所定範囲内で微調整することにより、平面アンテナ２０の方向を衛星に追尾させる衛星追尾処理を実行する。
【００９６】
そして、この衛星追尾処理が一旦終了すると、今度は、Ｓ３８５にて、Ｓ３８０の衛星サーチ処理により追尾衛星を正常に追尾できているか否かを判断する。このＳ３８５の処理は、車両の進行方位の変化等によって追尾外れが生じていないかどうかを確認するための処理であり、例えば、衛星追尾処理の際に検出したビーコン信号のＣ／Ｎが判定値以下になった際に、追尾外れが生じたものと判定する。そして、Ｓ３８５にて、追尾外れが生じたと判断されると、追尾衛星をサーチし直すために、Ｓ２１０に移行し、逆に、Ｓ３８５にて追尾外れは生じていないと判断されると、Ｓ３９０に移行する。
【００９７】
Ｓ３９０では、地上通信装置１０からサーチ指令が入力されたか否かを判断する。そして、サーチ指令が入力された場合には、再度Ｓ２１０に移行し、逆に、サーチ指令が入力されていなければ、Ｓ３２０に移行する。尚、サーチ指令は、追尾衛星をＢＳからＣＳ或いはＣＳからＢＳへと変更したいときに、乗員が地上通信装置１０若しくは衛星チューナを操作することによって入力してくるものであり、マイコン７０には、地上通信装置１０からステイタス情報の一つとして入力される。
【００９８】
次に、図４は、衛星追尾装置を構成する制御部６内のマイコン７０において、メインルーチンの一つとして、上記衛星自動追尾処理と並列に実行される進行方位検出処理を表すフローチャートである。
図４に示すように、進行方位検出処理では、まずＳ４１０にて、方位検出フラグＦを値０にリセットする。そして、続くＳ４２０にて、ＧＰＳ受信機７８が位置検出用の電波を送信してくる複数の人工衛星からの送信電波を受信できているか否かを判断し、ＧＰＳ受信機７８がその電波を受信できていなければ（換言すれば、ＧＰＳ受信機７８により現在位置，速度，進行方位等を検出できていなければ）、Ｓ４８０に移行して、ジャイロ７６からの出力に基づき車両の進行方位の変化量を算出し、続くＳ４９０にてその算出結果（方位変化量△Ｄ）を図示しないメモリに記憶した後、再度Ｓ４１０に移行する。つまり、ジャイロ７６は、車両旋回時に生じる回転角速度等を検出するものであり、ジャイロ７６の出力だけでは車両の進行方位（絶対方位）を求めることができないので、ここでは、ジャイロ７６の出力に基づき、車両の進行方位の変化量を求め、これを方位変化量△Ｄとして記憶するのである。
【００９９】
一方、Ｓ４２０にて、ＧＰＳ受信機７８は位置検出用の人工衛星からの送信電波を受信できていると判断されると、Ｓ４３０にて、ＧＰＳ受信機７８から車両の走行速度Ｖを読み込む。そして、続くＳ４４０では、この読み込んだ走行速度Ｖが予め設定された設定速度Ｖｏ（例えば、１０km/h）以上であるか否かを判断し、走行速度Ｖが設定速度Ｖｏ未満であれば、ＧＰＳ受信機７８を用いて車両の進行方位を正確に検出できないと判断して、Ｓ４７０に移行し、逆に、走行速度Ｖが設定速度Ｖｏ以上であれば、ＧＰＳ受信機７８を用いて車両の進行方位を正確に検出することができることから、続くＳ４５０に移行する。
【０１００】
そして、Ｓ４５０では、ＧＰＳ受信機７８を用いて車両の進行方位を検出し、続くＳ４６０にて、方位検出フラグＦを値１にセットし、更に続くＳ４６５にて、Ｓ４５０で検出した進行方位を方位データＤｉｒとして図示しないメモリに格納した後、再度Ｓ４２０に移行する。
【０１０１】
一方、Ｓ４７０では、方位検出フラグＦがセットされているか否かを判断する。そして、方位検出フラグＦがセットされていなければ、上述のＳ４８０及びＳ４９０を実行することにより、ジャイロ７６からの出力に基づき方位変化量△Ｄを算出・記憶した後、再度Ｓ４１０に移行する。
【０１０２】
また、Ｓ４７０にて、方位検出フラグＦがセットされていると判断された場合には、Ｓ４７５に移行して、ジャイロ７６からの出力に基づき、メモリに格納されている方位データＤｉｒを更新し、再度Ｓ４１０に移行する。つまり、ジャイロ７６は、単体では、車両の進行方位を正確に検出することはできないものの、方位検出フラグＦがセットされていれば、現在メモリに格納されている方位データＤｉｒは、ＧＰＳ受信機７８の検出結果に基づく正確な進行方位であることから、Ｓ４７５では、ジャイロ７６の出力に基づき車両の進行方位の変化量を求め、この変化量を用いて、メモリに格納された方位データＤｉｒを更新するのである。
【０１０３】
以上説明したように、本実施例においては、マイコン７０が、本発明の制御手段として、衛星自動追尾処理を実行するが、この処理では、平面アンテナ２０の向きを追尾衛星方向に制御できていないときには、平面アンテナ２０にて受信される追尾衛星からのビーコン信号が最大レベルとなるように平面アンテナ２０の向きを制御する衛星探索制御手段としての処理（Ｓ２１０〜Ｓ３１０）を実行し、平面アンテナ２０の向きが追尾衛星方向に制御されているときには、平面アンテナ２０にて受信される追尾衛星からのビーコン信号が最大レベルとなるように平面アンテナ２０の向きを微調整する衛星追尾制御手段としての処理（Ｓ３２０〜Ｓ３９０）を実行する。
【０１０４】
また、この衛星追尾制御手段としての処理（Ｓ３２０〜Ｓ３９０）の実行中には、Ｓ３６０にて車両の進行方位の変化を判定する進行方位変化検出手段としての処理を実行し、更に、このＳ３６０の処理にて車両の進行方位の変化が判定されると、Ｓ３７０にて、その変化に応じてアンテナ方向を補正する、補正手段としての処理を実行する。
【０１０５】
従って、本実施例によれば、ＣＳチューナ８等の衛星チューナにて、ＣＳ放送若しくはＢＳ放送を受信する際には、平面アンテナ２０の向きが自動的にその放送信号を送信してくる人工衛星（追尾衛星）方向に制御されることになる。
また、本実施例では、衛星自動追尾処理を実行する際、追尾用信号として、局部発振回路５８、水晶発振器５０、ＰＬＬ回路６０、混合回路５６及びクリスタルフィルタ６４等からなる選局回路を介して、ビーコン信号を選局し、その選局したビーコン信号の信号レベル（詳しくはＣ／Ｎ）が最大となるように、平面アンテナ２０の向きを制御する。
【０１０６】
従って、本実施例によれば、アナログ放送を行う放送衛星（ＢＳ）だけでなく、デジタル放送を行う放送衛星（ＢＳ）若しくは通信衛星（ＣＳ）に対しても、平面アンテナ２０の向きをその衛星方向に高精度に制御することが可能となる。
また、衛星探索手段としてのＳ２１０〜Ｓ３１０の処理では、進行方位検出手段としての進行方位検出処理にて、ＧＰＳ受信機７８からの出力に基づき車両の進行方位が正確に検出されているか否かを判断し、進行方位が検出されていれば（Ｆ＝１）、その検出された車両の進行方位と車両からみた追尾衛星の方位とに基づき、衛星探索のために平面アンテナ２０の向きを変化させる範囲（探索範囲）を制限し、進行方位が検出されていなければ（Ｆ＝０）、その探索範囲を制限することなく、平面アンテナ２０の向きを変化させる。
【０１０７】
従って、進行方位検出処理にて、ＧＰＳ受信機７８からの出力に基づき車両の進行方位が検出されているときには、Ｓ２７０にて実行する衛星サーチ処理を短時間で終了することが可能となり、追尾外れが生じた場合等に、所望チャンネルの放送信号を視聴できなくなる時間を短くすることができる。
【０１０８】
また次に、本実施例の車載用衛星受信システムでは、通信衛星（ＣＳ）から、変調方式を変えたりスクランブルをかけることによって、特定の加入者に対して配信される専用チャンネルの放送信号であっても、車両に搭載したＣＳチューナ８で復調できるようにするために、無線通信手段としての地上通信装置１０を設け、この地上通信装置１０が地球局１２との間で無線通信を行うことによって、その専用チャンネルの送信要求を行い、その放送信号を復調するのに必要な伝送条件を取得するようにされている。
【０１０９】
このため、本実施例によれば、こうした専用チャンネルの放送信号であっても、ＣＳチューナ８を用いて選局・復調できることになり、車載用衛星受信システムとしての利便性を向上することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
【０１１０】
例えば、上記実施例では、ＢＳ或いはＣＳからのビーコン信号を選局するための局発信号を発生する局部発振回路５８の発振周波数は予め設定されており、そのビーコン信号を選局させる際には、その発振周波数に対応してＰＬＬ回路６０を制御するものとして説明した。
【０１１１】
しかし、ＢＳ放送やＣＳ放送に用いられる人工衛星（ＢＳ，ＣＳ）は、衛星の寿命や故障等によって、将来、他の人工衛星に変更されることがあり、このような場合には、たとえ、放送内容やチャンネル割り当てが変更されない場合（換言すれば車両に搭載した衛星チューナをそのまま使用できる場合）であっても、ビーコン信号の周波数は、今までとは異なる周波数になってしまう。
【０１１２】
従って、車載用衛星受信システム（換言すれば車載用衛星追尾装置）としては、上記のように平面アンテナ２０を追尾させるべき人工衛星（追尾衛星）が変更された場合には、追尾衛星からのビーコン信号を自動で探索して、その後は、その探索したビーコン信号の受信レベルから、追尾制御を実行できるようにすることが望ましい。
【０１１３】
そして、このようにするには、例えば、外部操作によって、マイコン７０の動作モードを、追尾衛星を探索して自動追尾する通常モードから、追尾すべき衛星からのビーコン信号を探索する追尾用信号探索モードに切り替えることができるようにし、マイコン７０は、この追尾用信号探索モードに入ると、図５に示す追尾用信号探索処理を実行して、追尾すべき衛星からのビーコン信号を自動的に探索するようにするとよい。
【０１１４】
以下、この追尾用信号探索処理について説明する。
図５に示す如く、この処理が開始されると、Ｓ５１０にて、外部の地上通信装置１０に対して出力するステイタス情報として「サーチ」を設定し、続くＳ５２０にて、地上通信装置１０若しくは図示しない他の設定装置から探索すべきビーコン信号を送信してくる人工衛星の種別（ＢＳ又はＣＳ）を読み込む。そして、続くＳ５３０では、その読み込んだ人工衛星の種別に基づき、追尾用信号として探索すべきビーコン信号の周波数帯域やサブキャリアの有無といった追尾用信号探索条件を設定し、Ｓ５４０の追尾用信号候補サーチ処理に移行する。
【０１１５】
Ｓ５４０の追尾用信号候補サーチ処理では、まず、ＰＬＬ回路６０に対して、局部発振回路５８の発振周波数を、探索すべきビーコン信号の周波数帯域に対応した下限周波数から上限周波数まで繰り返し変化させる制御信号を出力し、その後、局部発振回路５８、水晶発振器５０、ＰＬＬ回路６０、混合回路５６及びクリスタルフィルタ６４からなる選局回路を介して入力される選局信号Ｓ２の信号レベルを検出しつつ、平面アンテナ２０の向きを制御可能な全範囲で変化させる。
【０１１６】
そして、この平面アンテナ２０の向きを変化させているときに、選局信号Ｓ２の信号レベルが設定レベル以上となると、その選局信号Ｓ２を、追尾用信号として設定可能なビーコン信号の候補としてピックアップし、そのときＰＬＬ回路６０を介して制御している局部発振回路５８の発振周波数とアンテナ方位角とをメモリに記憶する。
【０１１７】
次に、Ｓ５４０の処理が実行されると、今度は、Ｓ５５０に移行して、上記サーチ処理にて追尾用信号の候補としてピックアップされた信号毎に、サブキャリアが付与されているか否かを判断する。具体的には、局部発振回路５８の発振周波数及びアンテナ方位角を、追尾用信号の候補としてピックアップした選局信号Ｓ２を受信したときと同じ状態にし、局部発振回路５８の発振周波数を所定量（例えば数百ｋＨｚ）だけ増減させ、そのとき、選局信号Ｓ２のピークを検出できたか否かによって、サブキャリアの有無を判定する。
【０１１８】
そして、続くＳ５６０では、追尾用信号の探索対象となっている人工衛星が放送衛星（ＢＳ）であるか否かを判断し、放送衛星（ＢＳ）であれば、Ｓ５７０に移行して、Ｓ５４０のサーチ処理にて追尾用信号の候補としてピックアップされた信号の内、Ｓ５５０でサブキャリアが付与されていると判断された信号の一つを受信するように、局部発振回路５８の発振周波数及びアンテナ方位角を制御し、Ｓ５８０にて、地上通信装置１０に出力するステイタス情報に「ロック」を設定する。
【０１１９】
すると、地上通信装置１０は、衛星チューナ（この場合ＢＳチューナ）に対して受信可能である旨を表す信号を出力して、所望の放送チャンネルの放送信号を選局・復調させ、ＢＳチューナ側での放送信号の復調状態をステイタス情報としてマイコン７０に出力してくるので、続くＳ５９０では、そのステイタス情報から、ＢＳチューナ側で放送信号を復調できたか否かを判断し、復調できていなければ続くＳ６００に移行する。
【０１２０】
そして、Ｓ６００では、Ｓ５７０にて、サブキャリアが付与された全候補に対する選局動作を行ったか否かを判断し、全候補に対する選局動作が完了していれば、Ｓ５１０に移行して、当該追尾用信号探索処理を再度実行し、逆に、全候補に対する選局動作が完了していなければ、Ｓ５７０に移行して、Ｓ５５０でサブキャリアが付与されていると判断された候補信号の内、まだ選局していない残りの一つを受信するように、局部発振回路５８の発振周波数及びアンテナ方位角を制御して、再度、Ｓ５８０以降の処理を実行する。
【０１２１】
また、このＳ５７０〜Ｓ５９０の一連の処理を実行することにより、ＢＳチューナにて放送信号を復調可能となると、そのとき、選局回路が選局している信号が、衛星変更後の放送衛星（ＢＳ）からのビーコン信号であると判断して、そのときの局部発振回路５８の発振周波数やアンテナ方位角等、今後、このビーコン信号を選局するのに必要な選局情報を図示しない不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）に書き込み（Ｓ６５０）、当該処理を終了する。
【０１２２】
一方、Ｓ５６０にて、追尾用信号の探索対象となっている人工衛星が放送衛星（ＢＳ）ではない（換言すれば通信衛星（ＣＳ）である）と判断された場合には、Ｓ６１０に移行して、Ｓ５４０のサーチ処理にて追尾用信号の候補としてピックアップされた信号の内、Ｓ５５０でサブキャリアが付与されていないと判断された信号の一つを受信するように、局部発振回路５８の発振周波数及びアンテナ方位角を制御し、Ｓ６２０にて、地上通信装置１０に出力するステイタス情報に「ロック」を設定する。
【０１２３】
そして、続くＳ６３０では、Ｓ５９０と同様に、地上通信装置１０からのステイタス情報に基づき、ＣＳチューナ８側で放送信号を復調できたか否かを判断し、復調できていなければ、続くＳ６４０に移行して、Ｓ６００と同様に、サブキャリアが付与されていない全候補に対する選局動作を行ったか否かを判断する。そして、全候補に対する選局動作が完了していれば、Ｓ５１０に移行して、当該追尾用信号探索処理を再度実行し、逆に、全候補に対する選局動作が完了していなければ、Ｓ６１０に移行して、Ｓ５５０でサブキャリアが付与されていないと判断された候補信号の内、まだ選局していない残りの一つを受信するように、局部発振回路５８の発振周波数及びアンテナ方位角を制御して、再度、Ｓ６２０以降の処理を実行する。
【０１２４】
また、このＳ６１０〜Ｓ６２０の一連の処理を実行することにより、ＣＳチューナ８にて放送信号を復調可能となると、そのとき、選局回路が選局している信号が、衛星変更後の通信衛星（ＣＳ）からのビーコン信号であると判断して、そのときの局部発振回路５８の発振周波数やアンテナ方位角等、今後、このビーコン信号を選局するのに必要な選局情報を図示しない不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）に書き込み（Ｓ６５０）、当該処理を終了する。
【０１２５】
このように、追尾用信号探索処理では、平面アンテナ２０を介して受信可能なビーコン信号の候補を探索すると共に、その探索した各候補に対して、サブキャリアが付与されているか否かを判断し、探索すべき人工衛星が、サブキャリアを付与したビーコン信号を送信するＢＳであれば、サブキャリアが付与された各候補の受信時にＢＳチューナにて放送信号を復調できたか否かを判定することにより、今後ＢＳ受信時に追尾させるべきビーコン信号を特定し、逆に、探索すべき人工衛星が、サブキャリアのないビーコン信号を送信するＣＳであれば、サブキャリアが付与されていない各候補の受信時にＣＳチューナにて放送信号を復調できたか否かを判定することにより、今後ＣＳ受信時に追尾させるべきビーコン信号を特定する。
【０１２６】
従って、こうした追尾用信号探索処理をマイコン７０にて実行するように構成すれば、追尾衛星が変更された場合でも、変更後の衛星を自動で探索させることができることになり、長期に渡って使用可能な車載用衛星受信システムを構築できる。
【０１２７】
尚、図５に示す追尾用信号探索処理において、Ｓ５４０の処理は、請求項５記載の追尾用信号候補探索手段に相当し、Ｓ５５０の処理は、請求項６記載のサブキャリア判定手段に相当し、Ｓ５６０の処理は、衛星種別判定手段に相当する。また、Ｓ５６０の判定結果に応じて夫々実行されるＳ５７０〜Ｓ６００及びＳ６１０〜Ｓ６４０の処理は、請求項５，６記載の受信状態判定手段に相当し、Ｓ６５０の処理は、請求項５記載の選局情報登録手段に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の車載用衛星追尾システム全体の構成を表す構成図である。
【図２】図１の地上通信装置にて実行される追尾・受信状態監視処理及びＣＳ専用ｃｈ受信設定処理を表すフローチャートである。
【図３】図１のマイコンにて実行される衛星自動追尾処理を表すフローチャートである。
【図４】図１のマイコンにて実行される進行方位検出処理を表すフローチャートである。
【図５】図１のマイコンにて実行される追尾用信号探索処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
２…人工衛星、４…受信部、６…制御部、８…ＣＳチューナ、１０…地上通信装置、２０…平面アンテナ、２２…調整機構、２４…モータ、５０…水晶発振器（ＶＣ−ＴＣＸＯ）、５６…混合回路、５８…局部発振回路、５９…分岐回路、６０…ＰＬＬ回路、６４…クリスタルフィルタ、６６…増幅回路、６８…Ａ／Ｄ変換回路、７０…マイコン（自動追尾制御用マイクロコンピュータ）、７４…モータコントローラ、７６…ジャイロ、７８…ＧＰＳ受信機。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle-mounted satellite tracking device that automatically tracks the direction of a satellite antenna mounted on a vehicle in a desired satellite direction, and a vehicle-mounted satellite reception system using the satellite tracking device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a satellite antenna (BS antenna) that receives transmission radio waves from a broadcasting satellite (BS), a satellite tuner (BS tuner) that receives and demodulates a broadcast signal of a desired channel from signals received from this antenna, etc. An in-vehicle satellite reception system is known that allows an occupant to view BS broadcasts by outputting video signals and audio signals demodulated by a satellite tuner to a monitor or speaker mounted on the vehicle. .
[0003]
Also, in this type of system, the direction of the satellite antenna (azimuth angle, A satellite tracking device that automatically controls the elevation angle is provided.
[0004]
Conventionally, such an on-vehicle satellite tracking device uses a broadcast signal of a desired channel that is selected and demodulated by a satellite tuner as a tracking signal, so that the signal level of the tracking signal is maximized. The direction of the antenna is controlled. Note that the broadcast signal of the desired channel selected and demodulated by the satellite tuner is used as the tracking signal in this way because the satellite antenna is directed to an artificial satellite different from the broadcast satellite (BS) to be received. This is in order not to end up.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-mentioned conventional in-vehicle satellite reception system is a system for allowing BS analog broadcasting performed via a broadcasting satellite (BS) to be viewed on a moving vehicle. In addition to analog broadcasting, digital broadcasting using a communication satellite is required to be viewed on a moving vehicle. In addition, recently, satellite broadcasting performed via a broadcasting satellite (BS) has also shifted from conventional analog broadcasting to digital broadcasting, and when such BS digital broadcasting is started, There is a demand for enabling viewing on a moving vehicle.
[0006]
However, since a satellite tracking device incorporated in a conventional in-vehicle satellite reception system uses a broadcast signal of a desired channel selected and demodulated by a satellite tuner as a tracking signal, the conventional in-vehicle satellite reception system Then, the above request could not be met.
[0007]
In other words, in the conventional vehicle-mounted satellite tracking device, the broadcast signal that is selected and demodulated by the satellite tuner is an analog signal, and the signal level varies depending on the direction of the satellite antenna. The broadcast signal after channel selection / demodulation is used, but the broadcast signal after channel selection / demodulation by the satellite tuner for digital broadcast reception is a digital signal, and the signal level depends on the direction of the satellite antenna. However, it only changes to “0” or “1” depending on whether or not the satellite antenna is directed to the artificial satellite. Therefore, using a conventional vehicle-mounted satellite tracking device, the satellite antenna cannot be automatically tracked toward a broadcasting satellite (BS) that performs digital broadcasting or a communication satellite (CS) that performs digital broadcasting or digital communication. A system for receiving digital broadcasting cannot be constructed using a conventional in-vehicle satellite receiving system.
[0008]
The present invention has been made in view of such problems, and an in-vehicle satellite tracking device capable of automatically tracking the direction of a satellite antenna mounted on a vehicle in the direction of an artificial satellite performing digital broadcasting or digital communication, and An object of the present invention is to provide an in-vehicle satellite receiving system using this satellite tracking device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle-mounted satellite tracking device according to claim 1, which has been made to achieve the above object, selects a predetermined signal set in advance as a tracking signal from signals received from a satellite antenna. The traveling direction detection means detects a change in the traveling direction of the vehicle. Then, the control means controls the direction of the satellite antenna so that the signal level of the tracking signal selected by the channel selection means is maximized, and the correction means is detected by the traveling direction change detection means. The direction of the satellite antenna is corrected according to the amount of change in the traveling direction.
[0010]
As a result, the direction of the satellite antenna (in other words, the azimuth angle and the elevation angle) is controlled by the control means so as to face the direction of the artificial satellite that has transmitted the tracking signal selected by the channel selection means. When the traveling direction changes, the correction means corrects the satellite antenna so that the satellite antenna always faces the direction of the artificial satellite that has transmitted the tracking signal.
[0011]
Further, in the present invention, in order to ensure that the direction of the satellite antenna is in the desired artificial satellite direction by the control operation of the control means, the tracking signal selected by the channel selection means is provided on the artificial satellite side. In order to be able to select the beacon signal accurately in the channel selection unit, the channel selection unit is a local oscillation unit, a crystal oscillator, It comprises oscillation frequency control means, mixing means, and a narrow band crystal filter.
[0012]
In other words, since the frequency of the beacon signal is set for each artificial satellite, if the channel selection means selects a beacon signal of a desired frequency, the signal level of the selected beacon signal is determined. The direction of the satellite antenna can be optimally controlled in a desired artificial satellite direction.
[0013]
Therefore, in the present invention, by selecting a beacon signal as a tracking signal, even if a transmission signal from an artificial satellite to be tracked is a signal for digital broadcasting or digital communication, the direction of the satellite antenna is set to the artificial satellite. The direction can be reliably controlled.
[0014]
In addition, in order to control the direction of the satellite antenna using the beacon signal, it is necessary to accurately detect the signal level of the beacon signal. However, the beacon signal is generally an unmodulated carrier (carrier wave), and the bandwidth is reduced. Therefore, in order to accurately detect the signal level, it is necessary for the channel selection means to cut noise components in the frequency band near the beacon signal and extract only the beacon signal with high accuracy.
[0015]
For this purpose, the channel selection means converts the beacon signal to a low frequency signal whose signal level can be detected, and passes the frequency converted beacon signal through a narrow bandpass filter. Thus, a beacon signal may be extracted. However, when the bandpass filter for extracting the beacon signal is narrow, it is necessary to control the frequency of the frequency conversion signal used for frequency conversion of the beacon signal with high accuracy. In other words, if the frequency of the frequency conversion signal deviates from the specified value, the beacon signal after the frequency conversion deviates from the signal pass band of the bandpass filter and the beacon signal cannot be extracted. Must be controlled with high precision.
[0016]
Therefore, in the present invention, the channel selection unit is configured as described above, so that the channel selection unit can select the beacon signal transmitted from the artificial satellite to be tracked with high accuracy. is there.
That is, in the present invention, in the channel selection means, the oscillation frequency control means oscillates the frequency of the local oscillation signal (specifically, the oscillation frequency of the local oscillation means) used for frequency conversion of the received signal via the mixing means. By controlling based on a reference signal generated by a crystal oscillator having a frequency temperature compensation function (so-called TCXO; Temperature Compensated Crystal Oscillator), a beacon signal included in a received signal from a satellite antenna is a signal having a predetermined frequency set in advance. The beacon signal after channel selection, which is output from the channel selection means, is extracted as a noise component by extracting the beacon signal after frequency conversion through a narrow band crystal filter. The signal is low (in other words, high purity).
[0017]
Therefore, according to the present invention, unlike the conventional apparatus, the direction of the satellite antenna can be accurately adjusted in the direction of the artificial satellite to be tracked without detecting the signal level of the broadcast signal selected and demodulated by the satellite tuner. Even if the satellite to be tracked by the satellite antenna is a satellite for digital broadcasting or digital communication, the direction of the satellite antenna can be controlled in the direction of the satellite with high accuracy.
[0018]
The signal level of the tracking signal (beacon signal in the present invention) used by the control means to control the direction of the satellite antenna may be the voltage of the beacon signal selected by the channel selection means as it is. More preferably, the signal level (voltage) of the noise component around the beacon signal is detected, and the C / N (signal-to-noise ratio) of the beacon signal is obtained based on the detection result.
[0019]
Claim 1 Vehicle-mounted satellite tracking device as described in Is Traveling direction detecting means is provided for detecting the traveling direction of the vehicle based on the transmitted radio waves from a plurality of artificial satellites (Global Positioning System (GPS) artificial satellites) that transmit radio waves for position detection.
[0020]
In the control means, when the direction of the satellite antenna deviates from the artificial satellite to be tracked, the satellite search control means controls the direction of the satellite antenna so that the channel selection means can select the tracking signal. By searching for the artificial satellite to be tracked, and the satellite search control means operating the direction of the satellite antenna in the direction of the artificial satellite to be tracked, the satellite tracking control means determines the direction of the satellite antenna. Execute the control to hold in the direction of the satellite.
[0021]
By the way, the satellite search control means can receive the beacon signal from the artificial satellite by changing the direction of the satellite antenna when the artificial satellite to be tracked is not captured by the satellite antenna. Therefore, during the search operation, the direction of the satellite antenna is generally changed in all controllable directions.
[0022]
However, in the present invention, since the traveling direction detection means that can detect the traveling direction (absolute direction) when the vehicle is traveling is provided, when the satellite search control means enters the search operation of the artificial satellite, the traveling direction detection is first performed. It is determined whether or not the traveling direction of the vehicle is detected by the means, and when the traveling direction of the vehicle is detected, the traveling direction of the detected vehicle and the direction from the current position of the artificial satellite to be searched Based on the above, a search range for changing the direction of the satellite antenna is set, and an artificial satellite is searched by controlling the direction of the satellite antenna within the search range.
[0023]
In other words, if the traveling direction (absolute direction) of the vehicle is known, the direction in which the satellite antenna should be directed (with respect to the vehicle body) based on the traveling direction of the vehicle based on the traveling direction and the direction (absolute direction) where the satellite is launched. Relative azimuth). Therefore, the present invention ( Claim 1 ) Detects the traveling azimuth (absolute azimuth) of the vehicle using the traveling azimuth detection means, and based on the detection result, sets a search range for changing the direction of the satellite antenna when searching for the artificial satellite. The artificial satellite can be quickly captured by searching for the artificial satellite.
[0024]
Therefore, according to the present invention, an artificial satellite can be used immediately after the vehicle-mounted satellite tracking device is activated or when the satellite antenna cannot be captured by the satellite antenna due to a change in the traveling of the vehicle (so-called tracking failure occurs). The time required for searching can be shortened.
[0025]
The traveling direction detection means detects the traveling direction of the vehicle based on radio waves transmitted from a plurality of artificial satellites, and has been conventionally known as a function of a so-called GPS receiver. In this case, when the vehicle is stopped or traveling at a low speed, the traveling direction cannot be accurately detected. In this case, the satellite search control means does not set the search range. By controlling the direction of the antenna, an artificial satellite is searched.
[0026]
In addition, in order to set the search range as described above, it is necessary to know the direction of the artificial satellite at the current position, but the artificial satellite to be tracked is a broadcasting satellite (BS) or a communication satellite (CS). In the case of a geostationary satellite launched on a geostationary orbit, the azimuth thereof may be set in advance. In other words, the satellite tracking device of the present invention is mounted on a vehicle such as an automobile, but such a vehicle is normally used in a specific region, for example, in Japan. Since the azimuth of the geostationary satellite is substantially constant, the azimuth of the artificial satellite may be set as a constant value, and the search range may be set from the azimuth and the traveling azimuth of the vehicle. In addition, when the satellite to be tracked is launched on a circular orbit, the direction of the artificial satellite changes from moment to moment, so when setting the search range, What is necessary is just to set based on time.
[0027]
Next, the traveling direction detection means may be configured exclusively for an in-vehicle satellite tracking device, Claim 2 As described above, the traveling direction detection means is configured to output the detection result by the traveling direction detection means to an in-vehicle device (for example, a navigation device) other than the satellite tracking device. You may make it share with other vehicle-mounted apparatuses, such as.
[0028]
on the other hand, Claims 3 and 4 In the in-vehicle satellite tracking device described above, the satellite antenna is configured to receive transmission radio waves from a plurality of artificial satellites including a broadcasting satellite and a communication satellite launched on a geosynchronous orbit. The oscillating frequency control means for controlling the oscillating frequency of the oscillating means sets the oscillating frequency of the local oscillating means to a frequency corresponding to a beacon signal from a satellite designated from the outside, thereby allowing a plurality of signals that can be received by the satellite antenna. Select one of the beacon signals.
[0029]
Accordingly, the present invention (claims) 3, 4 According to the in-vehicle satellite tracking device, for example, one or a plurality of receiving devices that can select and demodulate broadcast signals from different artificial satellites (BS, CS) such as a BS tuner and a CS tuner are provided in the vehicle. Even if it is installed, if the user designates an artificial satellite to be received by the receiving device, the direction of the satellite antenna is automatically controlled in the designated artificial satellite direction, and the usability can be improved.
[0030]
By the way, in order to realize the vehicle-mounted satellite tracking device according to the first to fourth aspects, it is necessary to set in advance the frequency of the beacon signal generated by the artificial satellite to be tracked. And artificial satellites (BS, CS) used for CS broadcasting may be changed in the future depending on the lifetime of the satellite. And if the satellite that transmits the broadcast signal that you want to receive is changed in this way, even if the broadcast content and channel assignment are the same, the frequency of the beacon signal will be different from the previous frequency. End up. Therefore, in this case, it is necessary to change the frequency of the beacon signal that is selected by the channel selection means as the tracking signal. However, it is difficult for the user to perform such a change operation, and for the service provider. There is a problem that it is expensive to ask.
[0031]
Therefore, the in-vehicle satellite tracking device according to claim 5 is provided with a channel selection information acquisition means so that a beacon signal can be automatically searched even in such a case. That is, in the satellite tracking device according to claim 5, when the channel selection information necessary for selecting the beacon signal from the satellite to be tracked is unknown, the channel selection information acquisition means obtains the channel selection information. This is for automatic acquisition, and includes tracking signal candidate search means, reception state determination means, and channel selection information registration means.
[0032]
In this channel selection information acquisition means, first, the tracking signal candidate search means changes the oscillation frequency of the local oscillation means controlled by the oscillation frequency control means within a range from a preset lower limit frequency to an upper limit frequency. The direction of the satellite antenna is changed while the signal level of the signal that has passed through the crystal filter becomes equal to or higher than a set value, and the signal is selected as the tracking signal candidate. Thereafter, the reception state determination means causes the channel selection means to select the signal selected as the tracking signal candidate by the tracking signal candidate search means, and at this time, selects the reception signal from the satellite antenna. It is determined whether or not the desired information can be demodulated on the receiving device (satellite tuner or the like) side that demodulates the station, and if it is determined that the desired information can be demodulated on the receiving device side by this reception state determining means, Channel selection information necessary for the channel selection information registration means to select the beacon signal from the satellite to be tracked, assuming that the signal selected by the channel selection means is a beacon signal from the satellite to be tracked. (Specifically, the frequency of the beacon signal, etc.) is stored in the memory.
[0033]
Therefore, according to the vehicle-mounted satellite tracking device according to claim 5, even if the frequency of the beacon signal transmitted from the artificial satellite to be tracked becomes unknown due to the change of the artificial satellite used for broadcasting or the like. Therefore, the channel selection information of the beacon signal can be automatically acquired, and a satellite tracking device that is extremely easy to use can be provided.
[0034]
By the way, the channel selection information acquisition means extracts a signal that is a candidate for the tracking signal by the tracking signal candidate search means, and then controls the direction of the satellite antenna so as to receive the signal extracted as a candidate, By determining whether or not a desired signal can be demodulated by a receiver (such as a satellite tuner), the frequency of the beacon signal used as the tracking signal is specified. As the number of signals selected as candidates increases, it takes longer to set the channel selection information.
[0035]
On the other hand, satellites transmit only one wave (carrier wave) of a specific frequency as a beacon signal. In addition to the main carrier wave, the signal level is lower than that carrier wave, and only a certain frequency is transmitted. Some of them send out shifted subcarriers. Specifically, a beacon signal to which a subcarrier is added is transmitted from a broadcasting satellite (BS) currently performing BS broadcasting, and a subcarrier is granted from a communication satellite (CS) performing CS broadcasting. No beacon signal is being sent. Therefore, if it is known whether or not a subcarrier is added to a beacon signal transmitted from an artificial satellite for which channel selection information is to be acquired, signals that are candidates for tracking signals can be narrowed down.
[0036]
Therefore, in the in-vehicle satellite tracking device according to claim 6, in the device according to claim 5, each signal selected as a tracking signal candidate by the tracking signal candidate searching unit is selected by the channel selection information acquiring unit. In addition, a subcarrier determination means for determining whether or not a subcarrier is attached and an artificial satellite that transmits a beacon signal to be searched for as a tracking signal candidate transmits a beacon signal to which a subcarrier is attached. Satellite type determination means for determining whether or not the satellite is a coming artificial satellite is provided.
[0037]
Then, in the in-vehicle satellite tracking device according to claim 6, when the reception state determination means transmits a beacon signal to which the artificial satellite has been given a subcarrier according to the determination result by the satellite type determination means, Among the signals selected as tracking signal candidate searching means by the tracking signal candidate searching means, the signal determined by the subcarrier determining means that the subcarrier is given is selected by the tuning means, and conversely, When the artificial satellite transmits a beacon signal without a subcarrier, subcarriers are given by the subcarrier determination means among the signals selected as tracking signal candidates by the tracking signal candidate search means. The channel determined by the channel selection means is selected.
[0038]
Therefore, according to the vehicle-mounted satellite tracking device according to claim 6, when the frequency of the beacon signal transmitted from the artificial satellite to be tracked becomes unknown due to a change in the artificial satellite used for broadcasting or the like, The time required for the information acquisition means to acquire the channel selection information of the beacon signal can be shortened.
[0039]
On the other hand, the invention described in claim 7 is an in-vehicle satellite reception system configured by using the in-vehicle satellite tracking device according to any one of the above-described claims 1 to 6, and the direction of the antenna is determined by the satellite tracking device. And a receiving device for restoring the broadcast or communication signal of the desired channel transmitted from the artificial satellite by selecting and demodulating the received signal from the satellite antenna that is automatically controlled.
[0040]
Therefore, according to the in-vehicle satellite reception system according to claim 7, the direction of the satellite antenna for reception is always optimally controlled in the direction of the artificial satellite to be received by the operation of the satellite tracking device described above. A receiving device (such as a satellite tuner) can select and demodulate a broadcast signal of a desired channel transmitted from the artificial satellite.
[0041]
By the way, in the satellite broadcasting, a broadcast channel (only a specific subscriber having restoration information for releasing the scramble and restoring the broadcast signal by distributing the broadcast signal by scrambling the broadcast signal ( In general, it is desirable that a vehicle-mounted satellite reception system can receive such a broadcast channel according to a request from a user.
[0042]
Therefore, in the in-vehicle satellite reception system according to claim 8, in order to meet such a request, a broadcast or communication signal of a specific channel designated by the user is further provided to the in-vehicle satellite reception system according to claim 7. Wireless communication means is provided for enabling restoration information necessary for restoration by the receiving device to be acquired. Then, the wireless communication means first calls the earth station that transmits this signal to the satellite that transmits the broadcast or communication signal to be selected and demodulated by the receiving device via the wireless communication line, and calls that call. Then, the receiving device makes a transmission request for broadcasting or a communication signal of a desired channel to be selected / demodulated by the receiving device, and receives restoration information transmitted from the earth station in response to the transmission request.
[0043]
As a result, according to the in-vehicle satellite reception system of claim 8, during the movement of the vehicle, the broadcast signal (or communication signal) distributed from the ground station to the specific subscriber via the artificial satellite is transmitted. It will be possible to receive.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of an in-vehicle satellite reception system according to an embodiment to which the present invention is applied.
[0045]
The in-vehicle satellite reception system of this embodiment is mounted on a general vehicle (automobile) such as a private car, and transmits radio waves from a broadcasting satellite (BS) and a communication satellite (CS). A satellite antenna, which is a planar antenna in this embodiment), and selects and demodulates a broadcast signal of a desired broadcast channel from the received signals from the planar antenna 20, and is provided in the passenger compartment. By outputting a demodulated signal (video signal, voice signal, etc.) to a TV monitor or speaker comprising a liquid crystal display or the like, a vehicle occupant can view satellite broadcasts (BS broadcasts and CS broadcasts). is there.
[0046]
The in-vehicle satellite reception system of this embodiment includes a receiving unit 4 and a control unit 6 for automatically adjusting the direction (azimuth angle and elevation angle) of the planar antenna 20 toward the artificial satellite 2 (BS or CS). Broadcasting of a satellite tracking device, a satellite tuner (CS tuner 8 in the figure) for receiving and receiving a received signal from the planar antenna 20, and a scrambled specific channel using the CS tuner 8 The terrestrial communication device 10 is configured to acquire restoration information necessary for restoring a signal from the earth station 12.
[0047]
Here, the receiving unit 4 constituting the satellite tracking device is provided outside the vehicle interior, and the control unit 6 is provided in the vehicle interior together with the audio device and the navigation device. In addition to the above-described planar antenna 20, the receiving unit 4 includes an adjustment mechanism 22 for adjusting the direction (azimuth angle and elevation angle) of the planar antenna 20, and a motor ( For example, a step motor) 24 is provided.
[0048]
In the receiving unit 4, the received signal S 0 from the planar antenna 20 is amplified by the amplifier circuit 26 and then input to the mixing circuit 28. The mixing circuit 28 mixes the reception signal S0 and a local oscillation signal for frequency conversion (hereinafter referred to as a local oscillation signal) C2 to frequency-convert the reception signal S0 into an intermediate frequency signal S1 in a predetermined frequency band. The intermediate frequency signal S1 after frequency conversion is amplified by the amplifier circuit 38 and then output to the control unit 6.
[0049]
On the other hand, the receiving unit 4 includes a station having a constant frequency (for example, 2.6695 GHz) as a circuit that generates a local oscillation signal C2 necessary for frequency conversion of the received signal S0 into the intermediate frequency signal S1 by the mixing circuit 28. A local oscillation circuit 30 that generates the oscillation signal C1, a multiplication circuit 32 that multiplies the frequency of the local oscillation signal C1 from the local oscillation circuit 30 by a predetermined value (for example, 4 times), and a constant frequency that is multiplied by the multiplication circuit 32. A narrowband bandpass filter 34 that selectively passes the local oscillation signal C2 (for example, 10.678 GHz) is provided. The local signal C2 that has passed through the bandpass filter 34 is amplified to a predetermined level by the amplifier circuit 36 and then input to the mixing circuit 28.
[0050]
The local oscillation circuit 30 is composed of an oscillation circuit (so-called VCO) capable of voltage-controlling the oscillation frequency. In the present embodiment, in order to make the oscillation frequency of the local oscillation circuit 30 constant, the control unit 6 Outputs a reference signal C0 (for example, frequency: 20.85569 MHz) with a stable frequency to the receiving unit 4, and the receiving unit 4 inputs this reference signal C0 to the PLL circuit 42, and the operation of the PLL circuit 42 Thus, the oscillation frequency of the local oscillation circuit 30 is controlled to a constant frequency that is phase-synchronized with the reference signal C0.
[0051]
The intermediate frequency signal S1 and the reference signal C0 are input / output between the receiving unit 4 and the control unit 6 via a common signal line (for example, a coaxial cable). For this reason, in the receiving unit 4, a demultiplexing filter 40 is provided on the output path of the intermediate frequency signal S <b> 1 from the amplifying circuit 38, and the demultiplexing filter 40 outputs the demultiplexing filter 40. The intermediate frequency signal S1 is sent to the control unit 6 side, and the reference signal C0 from the control unit 6 is taken into the PLL circuit 42 side.
[0052]
In the receiving unit 4, a branch circuit 44 is provided on the signal path from the local oscillation circuit 30 to the multiplication circuit 32, and the output (C 1) from the local oscillation circuit 30 is provided via the branch circuit 44. A part is branched, and this is fed back to the PLL circuit 42.
[0053]
In the receiving unit 4 configured as described above, the CS signal received by the planar antenna 20 is frequency-converted into an intermediate frequency signal (CS-IF) of 1572 to 2072 MHz, for example, and is sent to the control unit 6. The BS signal input and received by the planar antenna 20 is frequency-converted to an intermediate frequency signal (BS-IF) of 1035 to 1335 MHz, for example, and input to the control unit 6.
[0054]
Next, the control unit 6 is provided with an output path for outputting the reception signal (intermediate frequency signal S1) input from the reception unit 4 to an external satellite tuner (CS tuner 8 in the figure) as it is. As a reference signal generating means for generating the reference signal C0, a crystal oscillator (so-called VC-TCXO) 50 having a temperature compensation function of the oscillation frequency and capable of controlling the oscillation frequency by an externally applied voltage is provided. It has been.
[0055]
A mixing filter 52 is provided on the output path of the received signal, and the intermediate frequency signal S1 that is the received signal is passed through the mixing filter 52 to the satellite tuner side, and a reference from the crystal oscillator 50 is provided. The signal C0 is output to the receiving unit 4 side.
[0056]
A branch circuit 54 is provided on the output path of the received signal to branch a part of the received signal (intermediate frequency signal S1) that has passed through the mixing filter 52. The reception signal (intermediate frequency signal S1) branched by the branch circuit 54 is input to the mixing circuit 56 as the mixing means, and the local oscillation circuit 58 as the local oscillation means is generated in the mixing circuit 56. By mixing with the local oscillation signal (local oscillation signal), the frequency is converted into the second intermediate frequency signal.
[0057]
Further, the second intermediate frequency signal after the frequency conversion is amplified by the amplifier circuit 62, and then, for example, a narrow frequency whose center frequency is set to 10.7 MHz and the signal pass bandwidth is set to ± 3.75 kHz, for example. It is input to the crystal filter 64 of the band. A signal S2 having a center frequency of 10.7 MHz (hereinafter referred to as a channel selection signal) S2 that has passed through the crystal filter 64 is further amplified by the amplifier circuit 66, and then automatically tracked via the A / D converter circuit 68. The data is input to a control microcomputer (hereinafter simply referred to as a microcomputer) 70.
[0058]
Next, the local oscillation circuit 58 is constituted by an oscillation circuit (so-called VCO) capable of controlling the oscillation frequency voltage, and the oscillation frequency is controlled by a PLL circuit 60 as oscillation frequency control means. That is, the PLL circuit 60 feeds back the local oscillation circuit 58 based on the reference signal C0 from the crystal oscillator 50 so that the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 becomes a constant frequency corresponding to the command signal from the microcomputer 70. The reference signal C 0 from the crystal oscillator 50 is input to the PLL circuit 60, and the oscillation signal from the local oscillation circuit 58 is input to the PLL circuit 60 via the branch circuit 59.
[0059]
In this embodiment, the local oscillation circuit 58 serving as the local oscillation means, the crystal oscillator 50, the PLL circuit 60 serving as the oscillation frequency control means, the mixing circuit 56 serving as the mixing means, and the crystal filter 64 are included in the present embodiment. It functions as a channel selection means of the invention (claim 1).
[0060]
The crystal filter 64 is for extracting a beacon signal from an artificial satellite used as a tracking signal with high accuracy without being affected by a noise component. The signal pass bandwidth is set to ± 3.75 kHz.
[0061]
This is because the pass band of the crystal filter varies depending on the processing accuracy, but since the crossing of the processing accuracy of the crystal filter is generally ± 500 Hz, it can be mass-produced at the time of filing this application (in other words, obtained at low cost) This is because the passband width of the crystal filter (possible) is a center frequency of ± 3 kHz to ± 4 kHz. Therefore, if the processing accuracy of the crystal filter is improved in the future and a narrower band filter can be used, the filter may be used.
[0062]
However, the narrower the signal pass bandwidth of the crystal filter 64, the higher the control accuracy of the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 by the PLL circuit 60 (in other words, the accuracy of the oscillation frequency of the crystal oscillator 50) is required. Therefore, if the signal pass bandwidth of the crystal filter 64 is narrowed, the accuracy of the oscillation frequency of the crystal oscillator 50 needs to be improved.
[0063]
Incidentally, the frequency that can be oscillated in the TCXO is several tens of MHz and the frequency error is 1 Hz or less. For example, the oscillation frequency of the TCXO (crystal oscillator 50) is 20.85469469 MHz, The PLL circuit 60 is designed to control the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 to 10.678 GHz (← 20855469 Hz × 128 × 4) based on the reference signal C0 by adjusting the frequency division ratio of the frequency divider circuit. In this case, the deviation of the oscillation frequency from the local oscillation circuit 58 from the design value is about ± 512 Hz, and the error is about 1 kHz. Therefore, in this case, the frequency variation of the beacon signal after the frequency conversion is sufficiently smaller than the processing accuracy of the crystal filter 64, and the beacon signal after the frequency conversion can surely pass through the crystal filter 64.
[0064]
On the other hand, in addition to the PLL circuit 60, the microcomputer 70 includes a D / A conversion circuit 72 for converting a command signal for controlling the oscillation frequency of the crystal oscillator 50 into a control voltage signal, and a receiver 4 side. A motor controller 74 for controlling the direction (azimuth angle and elevation angle) of the planar antenna 20 by driving the motor 24, a gyro 76 for detecting a rotational angular velocity at the time of turning of the vehicle, and for position detection (the GPS described above) A GPS receiver 78 that receives transmission radio waves from a plurality of artificial satellites and generates detection signals indicating the vehicle current position, traveling speed, traveling direction, and the like is connected. The GPS receiver 78 is provided with an output terminal TGP for outputting the detection signal not only to the microcomputer 70 but also to other in-vehicle devices such as a navigation device.
[0065]
Further, the microcomputer 70 outputs status information indicating the tracking state to the ground communication device 10, and the operation state of the satellite tuner (CS tuner 8 in the figure) from the ground communication device 10 side and the artificial satellite 2 to be tracked. Status information indicating the type (BS or CS) or the like is taken in, and tracking conditions can be set.
[0066]
In the microcomputer 70, for example, a satellite tuner that receives a reception signal (intermediate frequency signal S1) from the control unit 6 is a CS tuner, and it is necessary to track the direction of the planar antenna 20 in the communication satellite (CS) direction. Is a command for controlling the oscillation frequency from the local oscillation circuit 58 to the PLL 60 to a frequency (for example, 2082.5 MHz) obtained by adding 10.7 MHz to the frequency of the beacon signal from the CS (for example, 2071.8 MHz). By outputting the signal, the mixing circuit 56 and the crystal filter 64 select the beacon signal from the CS, and the channel selection signal S2 is taken in via the A / D conversion circuit 68. The signal level of the beacon signal is detected.
[0067]
Further, for example, when the satellite tuner is a BS tuner and the direction of the planar antenna 20 needs to be tracked in the direction of the broadcast satellite (BS), the oscillation frequency from the local oscillation circuit 58 is set to the PLL 60 by the BS frequency. By outputting a command signal for controlling to a frequency (1041.2 MHz) obtained by adding 10.7 MHz to the frequency (for example, 1030.5 MHz) of the beacon signal from the CS, the CS is sent to the mixing circuit 56 and the crystal filter 64. The beacon signal from the BS is selected, and the channel selection signal S2 is taken in via the A / D conversion circuit 68, thereby detecting the signal level of the beacon signal from the BS.
[0068]
Further, the microcomputer 70 not only detects the signal level of the beacon signal from the corresponding satellite as described above when performing the tracking control in which the direction of the planar antenna 20 is directed to the artificial satellite (CS or BS). The signal level of the noise signal is also detected by switching the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 to the frequency for selecting the noise signal around the beacon signal via the PLL circuit 60, and the detected noise signal C / N (signal-to-noise ratio) of the beacon signal is obtained from the signal level of the beacon signal and the signal level of the beacon signal, and the motor 24 is driven and controlled via the motor controller 74 so that the C / N is maximized. Thus, the direction (azimuth angle and elevation angle) of the planar antenna 20 is controlled.
[0069]
On the other hand, the ground communication device 10 takes in the status signal output from the microcomputer 70 of the control unit 6 as described above, and when the planar antenna 20 is not directed toward the artificial satellite 2 (out of tracking), the satellite tuner ( In the figure, the tuning operation of the CS tuner 8) is stopped, or status information indicating the operation state of the satellite tuner and the type (BS or CS) of the artificial satellite 2 to be tracked is sent to the microcomputer 70 side of the control unit 6. Information is exchanged between the satellite tracking device and the satellite tuner.
[0070]
The ground communication device 10 can also be used by a vehicle occupant as a so-called personal computer. For example, the occupant scrambled by operating a mouse or a keyboard provided on the ground communication device 10. When a reception request for a broadcast signal of a specific channel is input, the earth station 12 uplinked to the satellite 2 via the rose antenna 14 in order to distribute various broadcast signals via the satellite 2 (communication satellite: CS). (Specifically, a communication terminal provided in the earth station 12) is called through a ground wireless communication line, and a transmission request for a broadcast signal of a desired channel is made to the earth station 12.
[0071]
Further, in response to the transmission request, the transmission condition of the requested broadcast signal from the earth station 12 (specifically, a communication terminal provided in the earth station 12) via the ground wireless communication line (claim 9). Correspond to the restoration information, specifically, key information for descrambling the broadcast signal, information indicating the modulation method of the broadcast signal, and the like, and outputting this to the CS tuner 8 to output the CS tuner On the 8th side, the broadcast signal of the channel for which the transmission request is made this time can be restored.
[0072]
In this embodiment, the satellite tuner (CS tuner 8 in the figure) corresponds to the receiving device according to claim 7, and the ground communication device 10 corresponds to the wireless communication means according to claim 8. In FIG. 1, the ground communication device 10 performs wireless communication directly with the earth station 12 (specifically, the communication terminal on the earth station 12 side) via the antennas 10a and 12a for wireless communication. However, for this communication, a wireless telephone line such as a mobile phone may be used.
[0073]
Next, in the in-vehicle satellite reception system of the present embodiment configured as described above, the control processing according to the present invention executed by the personal computer constituting the ground communication device 10 and the microcomputer in the control unit 6 The control process executed for tracking the satellite at 70 will be described.
[0074]
FIG. 2 is a flowchart showing a control process executed by the ground communication apparatus 10, and (a) shows a tracking executed to monitor the satellite tracking state by the control unit 6 and the reception state by the satellite tuner, respectively. Represents a reception state monitoring process, and (b) represents a CS dedicated channel reception setting process for making a transmission request for a desired channel to the earth station 12 of the communication satellite (CS) in accordance with a command from the passenger.
[0075]
The tracking / reception state monitoring process shown in FIG. 2A is a process that is repeatedly executed as one of the main routines after the power is turned on in the ground communication device 10. Whether the planar antenna 20 is currently controlled normally in the direction of the artificial satellite 2 (BS or CS) based on the status information output from the microcomputer 70 in the control unit 6 in step S). (In other words, whether or not satellite tracking is normal) is determined.
[0076]
If the satellite tracking is not normal, in S120, the operation mode of the satellite tuner is set to a standby mode in which the channel selection / demodulation is stopped and the output path of the demodulated signal (video signal, audio signal) is cut off. In subsequent S125, the status information of the satellite tuner to be output to the microcomputer 70 is set to “not demodulatable” indicating that the broadcast signal cannot be demodulated, and the process ends.
[0077]
On the other hand, if it is determined in S110 that the satellite tracking is normally performed, the process proceeds to S130, where the operation mode of the satellite tuner is selected and the broadcast signal of an arbitrary channel designated by the occupant is selected. By setting the reception mode to be demodulated, the satellite tuner (CS tuner 8 or the like) selects and demodulates the broadcast signal of the desired channel.
[0078]
In the subsequent S140, the satellite tuner determines whether or not the broadcast signal of the desired channel can be normally demodulated. If not successfully demodulated, the process proceeds to S120, and after performing the processes of S120 and S125, The process is temporarily terminated. Conversely, if it is determined in S140 that the satellite tuner has successfully demodulated the broadcast signal, the process proceeds to S150, where the broadcast signal is used as the status information of the satellite tuner output to the microcomputer 70 side. Is set to “demodulatable” indicating that it has been successfully demodulated, and the process ends.
[0079]
Next, the CS dedicated channel reception setting process shown in FIG. 2B is a process executed when the occupant inputs a reception request for a scrambled specific channel broadcast signal, and this process is started. First, in S170, the earth station 12 is called through the wireless communication line as described above, and the earth station 12 is requested to transmit a broadcast signal of a specific channel designated by the occupant.
[0080]
In the subsequent S180, the transmission condition (the above-mentioned restoration information) transmitted from the earth station 12 is received in response to this transmission request, and the received transmission condition is output to the CS tuner 8 in the subsequent S190. As a result, the CS tuner 8 side can restore the broadcast signal of the channel for which the transmission request is made this time.
[0081]
Next, FIG. 3 is a flowchart showing an automatic satellite tracking process that is repeatedly executed as one of the main routines after the power is turned on in the microcomputer 70 in the control unit 6 constituting the satellite tracking device.
As shown in FIG. 3, when this process is started, in S210, the operation state of an external satellite tuner such as the CS tuner 8 and the type of satellite to be tracked by the planar antenna 20 (CS Read status information indicating BS) etc. as tracking information.
[0082]
In the subsequent S220, as the status information output from the control unit 6 to the external ground communication device 10, a “search” indicating that a satellite to be tracked (hereinafter referred to as a tracking satellite) is currently being searched is displayed. Set. By the processing of S220, the ground communication device 10 can determine that satellite tracking is not normally performed when executing the above-described S110.
[0083]
Next, in S230, an orientation detection flag F that is set / reset by a traveling orientation detection process to be described later is read, and in subsequent S240, it is determined whether or not this orientation detection flag F is set (value 1). The azimuth detection flag F is set (value 1) when the traveling azimuth of the vehicle can be normally detected by the azimuth detection processing described later, and is reset (value 0) when the traveling azimuth cannot be detected. Flag.
[0084]
If it is determined in S240 that the direction detection flag F is set (in other words, if the vehicle's traveling direction is normally detected), in subsequent S250, the traveling direction detection process is performed. The latest azimuth data Dir detected in this manner is read, and in S260, the orientation of the planar antenna 20 is changed to search for the tracking satellite based on the azimuth data Dir and the azimuth data Ds representing the azimuth of the tracking satellite. After setting the range (search range) to be performed, the process proceeds to the satellite search process of S270.
[0085]
Here, the direction data Dir read in S250 is an absolute direction indicating the traveling direction of the vehicle. In addition, the tracking satellite direction data Ds is an absolute direction that indicates in which direction the tracking satellite is seen from the region to which the vehicle on which the satellite receiving system is mounted is located, and is set in advance. In S260, based on these azimuth data Dir and Ds, the antenna azimuth angle θA to direct the beam center of the planar antenna 20 with reference to the traveling azimuth of the vehicle, and the orientation of the planar antenna 20 about the antenna azimuth angle θA And a search range θAL for changing.
[0086]
The antenna azimuth angle θA is a relative azimuth with reference to the traveling azimuth of the vehicle, and is calculated by, for example, the expression “θA = Ds−Dir”. Further, the search range θAL represents how many times the orientation of the planar antenna 20 is changed up, down, left, and right around the set antenna azimuth angle θA. In S260, a preset set value d (for example, ± 10 degrees) is set.
[0087]
On the other hand, when it is determined in S240 that the direction detection flag F is reset (in other words, when the traveling direction of the vehicle cannot be detected normally), the process proceeds to S280, and in S230. After reading the azimuth detection flag F for the first time, it is determined whether or not a predetermined time (t seconds) has elapsed. If the predetermined time has not elapsed, the process proceeds to S230 again, and will be described later for a predetermined time. It waits until the traveling direction of the vehicle is detected in the traveling direction detection process.
[0088]
If it is determined in S280 that the predetermined time has elapsed, it is determined that the vehicle is not currently in a state in which the traveling direction can be detected, the process proceeds to S290, and the antenna azimuth angle θA for satellite search is determined. Then, the value corresponding to the traveling azimuth of the vehicle is set to 0 degree, and the search range θAL is set to 360 degrees that is the omnidirectional centered on the vehicle, and the process proceeds to S270. That is, in S290, the satellite search process of S270 is executed without setting a search range for changing the direction of the planar antenna 20 in order to search for the tracking satellite.
[0089]
Next, in the satellite search processing of S270, the angle formed by the beam center of the planar antenna 20 and the vehicle center axis along the vehicle front-rear direction is the antenna azimuth angle θA set in S260 or S290, and is relative to the vehicle body plane. The orientation of the planar antenna 20 is controlled so that the elevation angle of the planar antenna 20 becomes the elevation angle when the tracking satellite is viewed from the ground, and then the planar antenna 20 is within the search range θAL set in S260 or S290. The beacon signal from the tracking satellite can be received by changing the direction.
[0090]
Specifically, as described above, the beacon signal from the tracking satellite and the signal component (noise) shifted from the beacon signal by a predetermined frequency are converted into the local oscillation circuit 58, the crystal oscillator 50, the PLL circuit 60, and the mixing circuit. The beacon signal is selected as a signal level of the beacon signal for tracking control by selecting the channel through a channel selection circuit including the 56 and the crystal filter 64 and taking in the signal level of each signal through the A / D conversion circuit 68. And the direction of the planar antenna 20 is adjusted within the search range θAL so that the calculated C / N of the beacon signal is maximized.
[0091]
When the satellite search process of S270 is executed in this way, it is next determined in S275 whether or not the tracking satellite has been normally searched for by the satellite search process of S270. If the tracking satellite cannot be normally searched, the process proceeds to S220 again, and the processes after S220 are executed again. If the tracking satellite can be normally searched, an external terrestrial communication device is transmitted in subsequent S300. As the status information to be output to 10, “lock” indicating that the search for the tracking satellite is completed is set. By the processing of S300, the ground communication device 10 can determine that the satellite tracking has been normally executed when the above-described S110 is executed.
[0092]
In subsequent S310, based on the status information input from the ground communication device 10, it is determined whether or not the broadcast signal of the desired channel can be normally demodulated on the satellite tuner side. Then, if the broadcast signal cannot be demodulated normally on the satellite tuner side, the process proceeds to S220 again, and the processes after S220 are executed. If the broadcast signal can be demodulated normally, the process proceeds to S320.
[0093]
In S320, the azimuth detection flag F is read as in S230. In subsequent S330, it is determined whether or not the read azimuth detection flag F is set. If the azimuth detection flag F is set, in S340, it is detected by a traveling azimuth detection process described later. The direction data Dir is read, and the process proceeds to S360. If the direction detection flag F is not set, the direction change amount Δ obtained from the output of the gyro 76 when the vehicle's traveling direction (absolute direction) cannot be normally detected in the traveling direction detection process described later. D is read and the process proceeds to S360.
[0094]
Next, in S360, based on the azimuth data Dir read in S340 or the azimuth change ΔD read in S350, it is determined whether or not the traveling azimuth of the vehicle has changed. If it is determined in S360 that the traveling direction of the vehicle has changed, the process proceeds to S370, and the direction of the planar antenna 20 is corrected in a direction that cancels out the change in the traveling direction of the vehicle. Specifically, the direction of the planar antenna 20 is changed in a direction opposite to the direction of change of the traveling direction of the vehicle by the amount of change of the traveling direction of the vehicle.
[0095]
Next, in S360, it is determined that the signal direction of the vehicle has not changed, or in S370, after correcting the direction of the planar antenna 20 in accordance with the change in the traveling direction of the vehicle, S380 The satellite tracking process for tracking the direction of the planar antenna 20 to the satellite by finely adjusting the direction of the planar antenna 20 within a predetermined range so that the C / N of the beacon signal from the satellite is maximized. Execute.
[0096]
Then, once this satellite tracking process is completed, it is determined in S385 whether or not the tracking satellite has been normally tracked by the satellite search process of S380. The process of S385 is a process for confirming whether or not a tracking error has occurred due to a change in the traveling direction of the vehicle or the like. For example, the C / N of the beacon signal detected during the satellite tracking process is a determination value. When the following occurs, it is determined that a tracking error has occurred. If it is determined in S385 that the tracking error has occurred, the process proceeds to S210 to search for the tracking satellite again. Conversely, if it is determined in S385 that the tracking error has not occurred, the process proceeds to S390. Transition.
[0097]
In S390, it is determined whether or not a search command is input from the ground communication device 10. If a search command is input, the process proceeds to S210 again. Conversely, if a search command is not input, the process proceeds to S320. The search command is input by the occupant operating the ground communication device 10 or the satellite tuner when the tracking satellite is to be changed from BS to CS or CS to BS. It is input from the ground communication device 10 as one of status information.
[0098]
Next, FIG. 4 is a flowchart showing a traveling direction detection process executed in parallel with the satellite automatic tracking process as one of the main routines in the microcomputer 70 in the control unit 6 constituting the satellite tracking apparatus.
As shown in FIG. 4, in the traveling direction detection process, first, the direction detection flag F is reset to 0 in S410. In subsequent S420, it is determined whether or not the GPS receiver 78 is able to receive transmission radio waves from a plurality of artificial satellites that transmit position detection radio waves, and the GPS receiver 78 receives the radio waves. If not (in other words, if the GPS receiver 78 cannot detect the current position, speed, traveling direction, etc.), the process proceeds to S480, and the amount of change in the traveling direction of the vehicle based on the output from the gyro 76 After the calculation result (azimuth change amount ΔD) is stored in a memory (not shown) in S490, the process proceeds to S410 again. In other words, the gyro 76 detects a rotational angular velocity or the like generated when the vehicle turns, and the traveling direction (absolute direction) of the vehicle cannot be obtained only by the output of the gyro 76, so here, based on the output of the gyro 76 Then, the amount of change in the traveling direction of the vehicle is obtained, and this is stored as the direction change amount ΔD.
[0099]
On the other hand, if it is determined in S420 that the GPS receiver 78 has received the transmission radio wave from the position detecting satellite, the traveling speed V of the vehicle is read from the GPS receiver 78 in S430. In S440, it is determined whether or not the read travel speed V is equal to or higher than a preset set speed Vo (for example, 10 km / h). If the travel speed V is less than the set speed Vo, GPS is performed. It is determined that the traveling direction of the vehicle cannot be accurately detected using the receiver 78, and the process proceeds to S470. Conversely, if the traveling speed V is equal to or higher than the set speed Vo, the traveling of the vehicle is performed using the GPS receiver 78. Since the direction can be accurately detected, the process proceeds to S450.
[0100]
In S450, the traveling direction of the vehicle is detected using the GPS receiver 78. In the subsequent S460, the direction detection flag F is set to a value 1, and in the subsequent S465, the traveling direction detected in S450 is determined as the direction. After the data Dir is stored in a memory (not shown), the process proceeds to S420 again.
[0101]
On the other hand, in S470, it is determined whether or not the bearing detection flag F is set. If the azimuth detection flag F is not set, the above-described S480 and S490 are executed to calculate and store the azimuth change amount ΔD based on the output from the gyro 76, and then the process proceeds to S410 again.
[0102]
If it is determined in S470 that the direction detection flag F is set, the process proceeds to S475, and the direction data Dir stored in the memory is updated based on the output from the gyro 76, The process proceeds to S410 again. In other words, the gyro 76 alone cannot accurately detect the traveling azimuth of the vehicle, but if the azimuth detection flag F is set, the azimuth data Dir currently stored in the memory is the GPS receiver 78. Therefore, in S475, the amount of change in the vehicle's heading is calculated based on the output of the gyro 76, and the direction data Dir stored in the memory is updated using this amount of change. To do.
[0103]
As described above, in this embodiment, the microcomputer 70 executes the satellite automatic tracking process as the control means of the present invention. In this process, the direction of the planar antenna 20 cannot be controlled in the tracking satellite direction. Sometimes, processing (S210 to S310) as satellite search control means for controlling the orientation of the planar antenna 20 so that the beacon signal from the tracking satellite received by the planar antenna 20 reaches the maximum level is executed. Is controlled as a satellite tracking control means for finely adjusting the direction of the planar antenna 20 so that the beacon signal from the tracking satellite received by the planar antenna 20 becomes the maximum level. (S320 to S390) are executed.
[0104]
Further, during the execution of the processing as the satellite tracking control means (S320 to S390), the processing as the traveling direction change detecting means for determining the change in the traveling direction of the vehicle is executed in S360, and further, the processing of S360 is performed. If it is determined in the process that the direction of travel of the vehicle has changed, in S370, a process as a correction unit is executed to correct the antenna direction in accordance with the change.
[0105]
Therefore, according to the present embodiment, when a satellite tuner such as the CS tuner 8 receives a CS broadcast or a BS broadcast, the artificial satellite in which the direction of the planar antenna 20 automatically transmits the broadcast signal. It will be controlled in the (tracking satellite) direction.
In the present embodiment, when the satellite automatic tracking process is executed, a tracking signal is transmitted as a tracking signal through a channel selection circuit including a local oscillation circuit 58, a crystal oscillator 50, a PLL circuit 60, a mixing circuit 56, a crystal filter 64, and the like. The beacon signal is selected, and the direction of the planar antenna 20 is controlled so that the signal level (specifically, C / N) of the selected beacon signal is maximized.
[0106]
Therefore, according to the present embodiment, not only the broadcasting satellite (BS) that performs analog broadcasting but also the broadcasting satellite (BS) or communication satellite (CS) that performs digital broadcasting, the orientation of the planar antenna 20 is changed to that satellite. It becomes possible to control the direction with high accuracy.
Further, in the processing of S210 to S310 as the satellite search means, it is determined whether or not the traveling direction of the vehicle is accurately detected based on the output from the GPS receiver 78 in the traveling direction detection process as the traveling direction detection means. If the traveling direction is detected (F = 1), the direction of the planar antenna 20 is changed for the satellite search based on the detected traveling direction of the vehicle and the direction of the tracking satellite viewed from the vehicle. If the range (search range) is limited and the traveling direction is not detected (F = 0), the direction of the planar antenna 20 is changed without limiting the search range.
[0107]
Accordingly, when the traveling direction of the vehicle is detected based on the output from the GPS receiver 78 in the traveling direction detection process, the satellite search process executed in S270 can be completed in a short time, and tracking is not performed. In such a case, the time during which the broadcast signal of the desired channel cannot be viewed can be shortened.
[0108]
Next, in the in-vehicle satellite reception system according to the present embodiment, a broadcast signal of a dedicated channel distributed from a communication satellite (CS) to a specific subscriber by changing a modulation method or scrambled. However, in order to enable demodulation by the CS tuner 8 mounted on the vehicle, a ground communication device 10 is provided as a wireless communication means, and the ground communication device 10 performs wireless communication with the earth station 12. The transmission request for the dedicated channel is made and the transmission conditions necessary for demodulating the broadcast signal are acquired.
[0109]
For this reason, according to the present embodiment, even a broadcast signal of such a dedicated channel can be selected and demodulated using the CS tuner 8, and convenience as an in-vehicle satellite receiving system can be improved. .
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said Example, A various aspect can be taken.
[0110]
For example, in the above embodiment, the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 that generates a local oscillation signal for selecting a beacon signal from the BS or CS is preset, and when selecting the beacon signal, In the above description, the PLL circuit 60 is controlled in accordance with the oscillation frequency.
[0111]
However, artificial satellites (BS, CS) used for BS broadcasting and CS broadcasting may be changed to other artificial satellites in the future due to the lifetime or failure of the satellite. Even when the broadcast content and channel assignment are not changed (in other words, when the satellite tuner mounted on the vehicle can be used as it is), the frequency of the beacon signal becomes a frequency different from that of the conventional one.
[0112]
Therefore, as an in-vehicle satellite receiving system (in other words, an in-vehicle satellite tracking device), when the artificial satellite (tracking satellite) that should track the planar antenna 20 is changed as described above, the beacon from the tracking satellite is changed. It is desirable that the signal is automatically searched and thereafter tracking control can be executed from the reception level of the searched beacon signal.
[0113]
In order to do this, for example, by an external operation, the operation mode of the microcomputer 70 is searched for a beacon signal from a satellite to be tracked from a normal mode in which a tracking satellite is searched and automatically tracked. When the microcomputer 70 enters the tracking signal search mode, the microcomputer 70 executes the tracking signal search process shown in FIG. 5 to automatically search for a beacon signal from the satellite to be tracked. It is good to do.
[0114]
Hereinafter, the tracking signal search process will be described.
As shown in FIG. 5, when this process is started, “search” is set as status information to be output to the external ground communication device 10 in S510, and then the ground communication device 10 or the illustration is shown in S520. The type (BS or CS) of the artificial satellite that transmits the beacon signal to be searched is read from the other setting device. In the subsequent S530, tracking signal search conditions such as the frequency band of the beacon signal to be searched for as a tracking signal and the presence or absence of subcarriers are set based on the type of the read artificial satellite, and the tracking signal candidate search in S540 is performed. Transition to processing.
[0115]
In the tracking signal candidate search process of S540, first, the control signal for causing the PLL circuit 60 to repeatedly change the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 from the lower limit frequency corresponding to the frequency band of the beacon signal to be searched to the upper limit frequency. And then detecting the signal level of the channel selection signal S2 input through the channel selection circuit including the local oscillation circuit 58, the crystal oscillator 50, the PLL circuit 60, the mixing circuit 56, and the crystal filter 64, The direction of the antenna 20 is changed over the entire controllable range.
[0116]
When the direction of the planar antenna 20 is changed and the signal level of the channel selection signal S2 becomes equal to or higher than the set level, the channel selection signal S2 is picked up as a beacon signal candidate that can be set as a tracking signal. At this time, the oscillation frequency and antenna azimuth angle of the local oscillation circuit 58 controlled via the PLL circuit 60 are stored in the memory.
[0117]
Next, when the process of S540 is executed, the process proceeds to S550, and it is determined whether or not a subcarrier is provided for each signal picked up as a tracking signal candidate in the search process. To do. Specifically, the oscillation frequency and the antenna azimuth angle of the local oscillation circuit 58 are set to the same state as when the tuning signal S2 picked up as a tracking signal candidate is received, and the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 is set to a predetermined amount ( For example, the presence or absence of subcarriers is determined based on whether or not the peak of the channel selection signal S2 has been detected.
[0118]
Then, in S560, it is determined whether or not the satellite for which the tracking signal is to be searched is a broadcast satellite (BS). If it is a broadcast satellite (BS), the process proceeds to S570, and in S540. Of the signals picked up as candidates for the tracking signal in the search process, the oscillation frequency and antenna direction of the local oscillation circuit 58 are received so as to receive one of the signals determined to have been given a subcarrier in S550. The angle is controlled, and “lock” is set in the status information output to the ground communication device 10 in S580.
[0119]
Then, the terrestrial communication device 10 outputs a signal indicating that reception is possible to the satellite tuner (in this case, the BS tuner), selects and demodulates the broadcast signal of the desired broadcast channel, and on the BS tuner side. The broadcast signal demodulation state is output to the microcomputer 70 as status information. In the subsequent S590, it is determined from the status information whether or not the broadcast signal has been demodulated on the BS tuner side. The process proceeds to S600.
[0120]
In S600, it is determined in S570 whether or not the channel selection operation has been performed for all candidates to which subcarriers have been assigned. If the channel selection operation for all candidates has been completed, the process proceeds to S510, and The tracking signal search process is executed again. Conversely, if the channel selection operation for all candidates is not completed, the process proceeds to S570, and among the candidate signals determined to have been assigned subcarriers in S550, The oscillation frequency and antenna azimuth angle of the local oscillation circuit 58 are controlled so as to receive the remaining one that has not been selected yet, and the processing after S580 is executed again.
[0121]
Further, when the broadcast signal can be demodulated by the BS tuner by executing the series of processing of S570 to S590, the signal selected by the channel selection circuit at that time is changed to the broadcast satellite ( Non-illustrated non-illustrated tuning information necessary to select the beacon signal in the future, such as the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 and the antenna azimuth angle at this time. Writing to a memory (EEPROM, etc.) (S650), the process is terminated.
[0122]
On the other hand, if it is determined in S560 that the satellite for which the tracking signal is to be searched is not a broadcast satellite (BS) (in other words, a communication satellite (CS)), the process proceeds to S610. Thus, the local oscillator circuit 58 oscillates so as to receive one of the signals picked up as candidates for the tracking signal in the search processing in S540 and determined that the subcarrier is not added in S550. The frequency and the antenna azimuth angle are controlled, and “lock” is set in the status information output to the ground communication device 10 in S620.
[0123]
In subsequent S630, as in S590, based on the status information from the ground communication device 10, it is determined whether or not the broadcast signal can be demodulated on the CS tuner 8, and if not demodulated, the process proceeds to subsequent S640. Thus, similarly to S600, it is determined whether or not the channel selection operation has been performed for all candidates to which no subcarrier is assigned. If the channel selection operation for all candidates is completed, the process proceeds to S510, and the tracking signal search process is executed again. Conversely, if the channel selection operation for all candidates is not completed, the process proceeds to S610. The oscillation frequency and antenna azimuth angle of the local oscillation circuit 58 are changed so as to receive the remaining one that has not been selected yet among the candidate signals that are determined not to have subcarriers attached in S550. Control is performed again, and the processes after S620 are executed again.
[0124]
Further, when the CS tuner 8 can demodulate the broadcast signal by executing the series of processes of S610 to S620, the signal selected by the channel selection circuit at this time is the communication satellite after the satellite change. Non-illustrated non-illustrated tuning information necessary to select this beacon signal in the future, such as the oscillation frequency of the local oscillation circuit 58 and the antenna azimuth angle at this time Is written into the volatile memory (EEPROM, etc.) (S650), and the process is terminated.
[0125]
Thus, in the tracking signal search process, a candidate for a beacon signal that can be received via the planar antenna 20 is searched, and whether or not a subcarrier is given to each searched candidate is determined. If the satellite to be searched is a BS that transmits a beacon signal to which a subcarrier has been added, it is determined whether or not the BS tuner has been able to demodulate the broadcast signal upon reception of each candidate to which the subcarrier has been added. If the beacon signal to be tracked at the time of BS reception in the future is specified and the artificial satellite to be searched is a CS that transmits a beacon signal without a subcarrier, conversely, reception of each candidate to which no subcarrier is assigned A beacon signal to be tracked at the time of CS reception in the future is specified by determining whether or not the broadcast signal can be demodulated by the CS tuner.
[0126]
Therefore, if such a tracking signal search process is configured to be executed by the microcomputer 70, even if the tracking satellite is changed, the changed satellite can be automatically searched for and used for a long time. A possible in-vehicle satellite reception system can be constructed.
[0127]
In the tracking signal search process shown in FIG. 5, the process of S540 corresponds to the tracking signal candidate search means according to claim 5, and the process of S550 corresponds to the subcarrier determination means according to claim 6. , S560 corresponds to satellite type determination means. Further, the processing of S570 to S600 and S610 to S640 respectively executed according to the determination result of S560 corresponds to the reception state determination means according to claims 5 and 6, and the processing of S650 is selected according to claim 5. This corresponds to station information registration means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of an in-vehicle satellite tracking system according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a tracking / reception state monitoring process and a CS dedicated channel reception setting process executed by the ground communication apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a flowchart showing an automatic satellite tracking process executed by the microcomputer of FIG. 1;
4 is a flowchart showing a traveling direction detection process executed by the microcomputer of FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing tracking signal search processing executed by the microcomputer of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
2 ... artificial satellite, 4 ... receiving unit, 6 ... control unit, 8 ... CS tuner, 10 ... ground communication device, 20 ... planar antenna, 22 ... adjustment mechanism, 24 ... motor, 50 ... crystal oscillator (VC-TCXO), 56 ... Mixing circuit, 58 ... Local oscillation circuit, 59 ... Branch circuit, 60 ... PLL circuit, 64 ... Crystal filter, 66 ... Amplification circuit, 68 ... A / D conversion circuit, 70 ... Microcomputer (microcomputer for automatic tracking control) 74 ... Motor controller, 76 ... Gyro, 78 ... GPS receiver.

Claims

A satellite antenna mounted on a vehicle and receiving radio waves transmitted from an artificial satellite;
Channel selection means for selecting a predetermined signal set in advance as a tracking signal from signals received from the satellite antenna;
Control means for controlling the direction of the satellite antenna so that the signal level of the tracking signal selected by the channel selection means is maximized;
Traveling direction change detecting means for detecting a change in traveling direction of the vehicle;
Correction means for correcting the direction of the satellite antenna according to the amount of change in the traveling direction detected by the traveling direction change detection means;
An in-vehicle satellite tracking device comprising:
The channel selection means is
Local oscillation means for generating a local oscillation signal for selecting a beacon signal for satellite position confirmation from the received signal from the satellite antenna;
A crystal oscillator having a temperature compensation function of the oscillation frequency;
An oscillation frequency control means for controlling an oscillation frequency of the local oscillation means using an output from the crystal oscillator as a reference signal;
Mixing means for frequency-converting the received signal by mixing the local oscillation signal and the received signal from the satellite antenna;
A narrowband crystal filter that passes a reception signal of a specific frequency corresponding to the beacon signal among the reception signals after the frequency conversion that has passed through the mixing means;
And selecting the beacon signal as the tracking signal ,
The vehicle-mounted satellite tracking device is provided with traveling direction detection means for detecting the traveling direction of the vehicle based on transmission radio waves from a plurality of artificial satellites that transmit radio waves for position detection,
The control means is a satellite search control for controlling the direction of the satellite antenna so that the channel selection means can select the tracking signal when the direction of the satellite antenna is out of the artificial satellite to be tracked. And satellite tracking control means for holding the direction of the satellite antenna in the direction of the artificial satellite after the direction of the satellite antenna is controlled in the direction of the artificial satellite to be tracked by the operation of the satellite search control means,
Moreover, the satellite search control means includes:
It is determined whether the traveling direction of the vehicle is detected by the traveling direction detection means, and when the traveling direction of the vehicle is detected, the detected traveling direction of the vehicle and the current position of the artificial satellite to be searched Based on the azimuth from, set a search range to change the direction of the satellite antenna, search the artificial satellite by controlling the direction of the satellite antenna in the search range,
Searching for an artificial satellite by controlling the direction of the satellite antenna without setting the search range when the traveling direction of the vehicle is not detected;
Vehicle satellite tracking apparatus according to claim.

The in-vehicle satellite tracking device according to claim 1, wherein the traveling direction detection means can output a detection result to an in-vehicle device other than the satellite tracking device.

The satellite antenna is configured to receive transmission radio waves from a plurality of artificial satellites including a broadcasting satellite and a communication satellite launched in geostationary orbit,
The oscillation frequency control means sets the oscillation frequency of the local oscillation means to a frequency corresponding to a beacon signal from an artificial satellite designated from the outside, so that among the plurality of beacon signals that can be received by the satellite antenna. The in-vehicle satellite tracking device according to claim 1 or 2, wherein one of the channels is selected .

A satellite antenna mounted on a vehicle and receiving radio waves transmitted from an artificial satellite;
Channel selection means for selecting a predetermined signal set in advance as a tracking signal from signals received from the satellite antenna;
Control means for controlling the direction of the satellite antenna so that the signal level of the tracking signal selected by the channel selection means is maximized;
Traveling direction change detecting means for detecting a change in traveling direction of the vehicle;
Correction means for correcting the direction of the satellite antenna according to the amount of change in the traveling direction detected by the traveling direction change detection means;
An in-vehicle satellite tracking device comprising:
The channel selection means is
Local oscillation means for generating a local oscillation signal for selecting a beacon signal for satellite position confirmation from the received signal from the satellite antenna;
A crystal oscillator having a temperature compensation function of the oscillation frequency;
An oscillation frequency control means for controlling an oscillation frequency of the local oscillation means using an output from the crystal oscillator as a reference signal;
Mixing means for frequency-converting the received signal by mixing the local oscillation signal and the received signal from the satellite antenna;
A narrowband crystal filter that passes a reception signal of a specific frequency corresponding to the beacon signal among the reception signals after the frequency conversion that has passed through the mixing means;
And selecting the beacon signal as the tracking signal,
The satellite antenna is configured to receive transmission radio waves from a plurality of artificial satellites including a broadcasting satellite and a communication satellite launched in geostationary orbit,
The oscillation frequency control means, by setting the frequency corresponding to the beacon signal from a satellite to a specified oscillation frequency from the outside of said local oscillation means, of a plurality of beacon signal that can be received by a satellite antenna satellite tracking device for placing a car, characterized in that to select a single.

As tuning information acquisition means for automatically obtaining the tuning information when tuning information necessary for tuning the beacon signal from the artificial satellite to be tracked by the tuning means is unknown,
While changing the oscillation frequency of the local oscillation means controlled by the oscillation frequency control means within a range from a preset lower limit frequency to an upper limit frequency, the direction of the satellite antenna is changed. When the signal level of the passed signal is equal to or higher than a set value, tracking signal candidate search means for selecting the signal as a candidate for the tracking signal;
The receiving apparatus side that selects the signal selected as the tracking signal candidate by the tracking signal candidate searching means, and then selects and demodulates the received signal from the satellite antenna. Receiving state determining means for determining whether or not the desired information can be demodulated with,
When it is determined by the reception state determination means that the receiving device side has demodulated desired information, the signal selected by the channel selection means at that time is a beacon signal from an artificial satellite to be tracked. Tuning information registration means for storing tuning information necessary for tuning the beacon signal to the tuning means in a memory;
The vehicle-mounted satellite tracking device according to claim 3 or 4, characterized by comprising :

The channel selection information acquisition means includes
Subcarrier determination means for determining whether or not a subcarrier is provided for each signal selected as a tracking signal candidate by the tracking signal candidate search means;
Satellite type determination means for determining whether or not an artificial satellite that transmits a beacon signal to be searched as the tracking signal candidate is an artificial satellite that transmits a beacon signal provided with a subcarrier;
The reception state determination means includes
When it is determined by the satellite type determining means that the artificial satellite that transmits the beacon signal to be searched transmits the beacon signal to which the subcarrier is added, the tracking signal candidate searching means Among the signals selected as tracking signal candidates by the subcarrier determination means, the channel selection means tunes the signal determined that the subcarrier is given,
When it is determined by the satellite type determining means that the artificial satellite that transmits the beacon signal to be searched transmits a beacon signal without a subcarrier, the tracking signal candidate searching means Of the signals selected as tracking signal candidates, let the channel selection unit tune the signal determined by the subcarrier determination unit that no subcarrier is given,
The in-vehicle satellite tracking device according to claim 5.

An in-vehicle satellite tracking device according to any one of claims 1 to 6,
A receiver that restores a broadcast or communication signal of a desired channel transmitted from an artificial satellite by selecting and demodulating a received signal from a satellite antenna whose antenna direction is automatically controlled by the satellite tracking device; An in-vehicle satellite reception system characterized by that.

In order to acquire restoration information necessary for restoring the broadcast or communication signal of a specific channel designated by the user by the receiving device, the receiving device transmits a broadcast or communication signal to be selected / demodulated. Call the earth station that transmits the signal to the artificial satellite via a wireless communication line, and request the earth station to transmit a broadcast or communication signal of a desired channel to be selected / demodulated by the receiving device. 8. The in-vehicle satellite receiving system according to claim 7, further comprising wireless communication means for receiving restoration information transmitted from the earth station in response to the transmission request.