JPH01261005A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、受信アンテナ装置に関し、例えば、自動車等
の移動体上で衛星放送を受信するアンテナ装置に関する
。

〔従来技術〕

衛星通信が実現してから、固定建造物はもとより、自動
車等の移動体においても衛星からの電波を受信しようと
する動向が見られる。衛星からの微弱な電波を受信する
ためには高利得のアンテナ、すなわち、指向性が鋭いア
ンテナが必要となる。

“このため、自動車等の移動体において衛星からの電波
を受信しようとする場合には、アンテナの姿勢制御が問
題となり、それに関する技術も少ながらず紹介されてい
る。

その１つに特公昭６１−２８２’４４公報に開示された
衛星通信用アンテナ装置がある。この装置は、簡単にい
うと、フライホイール式の安定台の上に通信用アンテナ
およびレートジャイロを設置し、通信方向に初期設定さ
れたアンテナ姿勢を維持している。

〔従来技術の問題点〕

しかしながら、衛星からの微弱な電波を受信するための
高利得アンテナは比較的大型で重量もあり、これを搭載
して安定を得るためには大きなイナーシャを有するフラ
イホイール、つまり、大重量のフライホイールが必要に
なる。このため、自動車等の小型の移動体への設置には
あまり適しているとはいえない。

また、自動車等の小型の移動体はその機動性から姿勢変
化が激しい。この激しい姿勢変化に抗して初期姿勢を長
時間保つためには、やはり大型で大きなイナーシャを有
するレートジャイロが必要となることも、この装置が自
動車等の小型の移動体への設置に適していないことの理
由であろう。

〔発明の目的〕

本発明は、良好な通信を確保し、かつ、自動車等の小型
の移動体への設置にも適したアンテナ装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明においては。

第１．第２および第３受信アンテナを、各放射ローブを
平行に保ち、かつ、第１および第２受信アンテナの放射
ローブを含む平面と、第１および第３受信アンテナの放
射ローブを含む平面とを垂直に保って、第１方向および
これと直交する第２方向に移動自在に支持し、第１受信
アンテナの受信信号と第２受信アンテナの受信信号との
位相差、および第１受信アンテナの受信信号と第３受信
アンテナの受信信号との位相差より電波源の方向を求め
て各アンテナの姿勢を制御する構成とする。

加えて、第１受信アンテナおよび第２受信アンテナを含
む第１アンテナ群を支持する手段と、第３を含む第２ア
ンテナ群を支持する手段とを独立にして第１方向に対す
るイナーシャを低減し、駆動機構を軽量小型化する。

〔作用〕

これによれば、アンテナに対する電波源の相対的な移動
を検出してアンテナ姿勢を制御しているので、大きなイ
ナーシャを有する、大型大重量のフライホイールや大型
のレートジャイロが不要になる。

また、第１受信アンテナおよび第２受信アンテナを含む
第１アンテナ群を支持する手段と、第３を含む第２アン
テナ群を支持する手段とを独立にした場合には、第１方
向に対するイナーシャが低減されて、この方向に駆動す
る機構が軽量小型化されるのみならず、これらを一体で
駆動するときのイナーシャが小さくなるので、自動車等
の移動体の激しい姿勢変化に対する応答性が改善され。

良好な通信を確保することができる。

本発明の他の目的および特長は、以下の図面を参照した
実施例説明により明らかになろう。

〔実施例〕

第１ａ図に、本発明を一例で実施する車載衛星放送受信
用アンテナ装置の平面図を、第１ｂ図にその正面図を示
した。これらの図面を参照して実施例装置の機構構成を
説明する。

第１ａ図および第１ｂ図にそれぞれ１０．２０で示した
ものは、同諸元の平面アンテナユニットである。これら
のアンテナユニットは、第２ａ図に１０ａ、１０ｂある
いは２０ａ、２０ｂと示したように、それぞれ２つの、
半値角約７°の放射ローブ（主ローブ二以下同じ）を有
するアンテナセクションでなる。

アンテナユニット１０の中心部には軸１１が固着されて
おり、アンテナユニット２０の中心部には軸２１が固着
されている。

支持メンバ３０は、中心が台座４０に枢着されており、
水平に延びるアームの両端に、垂直に折れて上方に延び
るＶ字形アーム３１および３２が形成されている。Ｖ字
形アーム３１および３２の一端はアンテナユニット１０
の軸１１を、他端はアンテナユニット２０の軸２１を、
それぞれ枢支している。この支持において、Ｖ字形アー
ム３１および３２は軸１１および２１を平行に、また、
軸１１の垂直方向の高さを軸２１より高く保持する。

アンテナユニット２０の軸２１の一端には扇形歯車２２
が固着されている。この扇形歯車２２は、支持メンバ３
０に設置されたエレベーション駆動ユニット５０の出力
軸に固着された鼓形ウオーム５１に噛合っている。また
、アンテナユニット１０の軸１１とアンテナユニット２
０の軸２１の両端は、リンク機構５２および５３により
、各面の平行を保って両端が連結されている。つまり、
エレベーション駆動ユニット５０に備わるエレベーショ
ンモータＭｅ（第２ａ図参照）により鼓形ウオーム５１
が正逆転付勢されると、アンテナユニット１０および２
０が各軸１１および２１を中心に各面の平行、すなわち
、各アンテナセクションの放射ローブの平行を維持しな
がらエレベーション方向上下に回動する。なお、実施装
置においては、この回動速度は約１２０″／ｓｅｅであ
り、また、回動範囲を約６０°に制限して上下の限界を
リミットスイッチにより検出している。

アンテナユニット１０および２０の裏面には、後述する
ＢＳコンバータや同相合成回路あるいはジャイロユニッ
ト等を含む回路アッセンブリ１３ａ、１３ｂあるいは２
３ａ、２４ａが設置されている。

支持メンバ３０の中心軸３３にはスリップリングユニッ
ト６０が結合されており、また、下端には図示しないホ
イールギアが固着されている。このホイールギアは、台
座４０上に備わるアジマス駆動ユニット７０の出力軸に
固着された鼓形ウオーム７１に噛合っている。したがっ
て、アジマス駆動ユニット７０に備わるアジマスモータ
Ｍａ（第２ａ図参照）により鼓形ウオーム７１が正逆転
付勢されると、支持メンバ３０およびこれに搭載されて
いるアンテナユニットＩＯおよび２０等が一体でアジマ
ス方向右左に回動する。実施例装置において、この回動
速度は約１８０°／　ｓｅｃである。

以上説明した各要素はレードームＲＤにより覆われて自
動車（図示せず）のルーフに載置される。

第２ａ図に、アンテナユニット１０および２０の各アン
テナセクションで受信した信号により放送衛星の方向を
検出して装置の姿勢制御を行ない。

また、受信信号を復調して出力する電気回路の構成ブロ
ック図を示す。この図の説明に入る前に、第３ａ図およ
び第３ｂ図を参照して放送衛星の方向の検出原理につい
て説明する。

第３ａ図は、アンテナユニット１０のアンテナセクショ
ン１０ａおよび１０ｂと、放送衛星よりの電波との関係
を模式的に示したものである。これにおいて、アンテナ
セクション１０ａと１０ｂとの間隔Ｌ１は、放送衛星ま
での距離に比して非常に小さいので、各アンテナセクシ
ョンには平行に、等強度で電波が到来すると考えて良い
。ところが、電波は周期性を有しているので到達距離差
により各アンテナセクションに生じる受信信号の位相差
は無視することができない。いま、アンテナセクション
１０ａおよび１０ｂの放射ローブを含む面において法線
から角度Φだけシフトした方向に放送衛星があり、アン
テナセクション１０ａにおいてｃｏｓωしなる信号を受
信するものと考えれば、アンテナセクションｔａｂの受
信信号は、Ｃ０５Ｃ１ｌ　（ｔ＋　Ｑ　１　／ｃ）＝ｃ
ｏｓｃ＋＞　（ｔ＋　Ｌ　１　ｓｉｎΦ／ｃ）＝ｃｏｓ
（ωｔ、＋　（Ｌ）　Ｌ　１　ｓｉｎΦ／ｃ）・・・・
・・・（１） となる。この第（１）式は、アンテナセクション１０ａ
の受信信号に比してアンテナセクション１０ｂの受信信
号がωＬ　１　ｓｉｎΦ／Ｃだけ位相が進むことを意味
する。ただし、ωは電波の角周波数、ｔは時間、Ｃは電
波の伝搬速度である。

つまり、ω＋Ｌ１およびＣは既知であるので、アンテナ
セクション１０ａと１０ｂの受信信号の位相差ωＬ１ｓ
ｉｎΦ／Ｃを検出することにより、アンテナセクション
１０ａおよび１０ｂの放射ローブを含む面における放送
衛星の偏角Φを求めることができる。なお、本実施例に
おいては、アンテナセクション１０ａと１０ｂとの間隔
Ｌ１を半波長の整数ｎ１倍としているので、この位相差
はｎ１πｓｉｎΦとなる。

同様に、第３ｂ図は、アンテナユニット１ｏのアンテナ
セクション１０ａおよびアンテナユニット２０のアンテ
ナセクション２０ａと、放送衛星よりの電波との関係を
模式的に示したものである。

いま、アンテナセクション１０ａおよび２０ａの放射ロ
ーブを含む面において法線から角度θだけシフトした方
向に放送衛星があり、アンテナセクション１０ａにおい
てｃｏｓωＬなる信号を受信するものと考えれば、アン
テナセクション２０ａの受信信号は、 ｃｏｓω（を十Ｑ　　２　　／ｃ） ＝ｃｏｓω　（ｔ＋　Ｌ２　５ｉｎ（θ−Δ）／Ｃ）＝
ｃｏｓ　（ωｔ＋　（１１Ｌ　２５ｉｎ（θ−Δ）／ｃ
）　・・＝・・（２）となる。この第（２）式は、アン
テナセクション１０ａの受信信号に比してアンテナセク
ション２０ａの受信信号がωＬ２ｓｉｎ（θ−Δ）／ｃ
だけ位相が進むことを意味する。ただし、Ｌ２はアンテ
ナセクション１０ａと２０ｂとの間隔である。

つまり、ω＋Ｌ２＋ＣおよびΔは既知であるので、アン
テナセクション１０ａと２０ａの受信信号の位相差ωＬ
２ｓｉｎ（ｅ−Δ）／ｃを検出することにより、アンテ
ナセクション１０ａおよび２０ａの放射ローブを含む面
における放送衛星の偏角θを求めることができる。なお
、本実施例においては、アンテナセクション１０ａと２
０ａとの間隔Ｌ２を半波長の整数ｎ２倍としているので
この位相差はｎ２π５ｉｎ（ｅ−Δ）となる。

第２ａ図を参照して説明を続ける。これにおいて、２点
鎖線８０は支持メンバ３０に搭載される要素を示し、そ
こには、アンテナユニット１０゜２０、エレベーション
駆動ユニット５０．アンテナユニットＩＯの裏面に設置
された回路アッセンブリ１３ａおよび１３ｂに備わるＢ
Ｓコンバータ１４ａ、１４ｂ、チューナ１５ａ、１５ｂ
および同相合成回路１６．ならびに、アンテナユニット
２０の裏面に設置された回路アッセンブリ２３ａおよび
２３ｂに備わるＢＳコンバータ２４ａ。

２４ｂ、チューナ２５ａ、２５ｂ、同相合成回路２６．
２７．電圧制御発振器（以下ｖＣＯという）２８および
ジャイロユニット２９が含まれている。

各アンテナセクション１０ａ、１０ｂ、２０ａと２０ｂ
の給電点は、それぞれＢＳコンバータ１４ａ、１４ｂ、
２４ａあるいは２４ｂに接続されている。各ＢＳコンバ
ータは、放送衛星から送信された約１２ＧＨｚの信号を
約１．２８Ｇ　Ｈｚの信号に変換して対応するチューナ
１５ａ、１５ｂ。

２５ａあるいは２５ｂに与える。各チューナには、ＶＣ
Ｏ２８より第１中間周波信号が印加されており、対応す
るＢＳコンバータから与えられた信号を約４０２．７８
阿Ｈｚに変換する。ＶＣＯ２８の制御電圧は車内に設置
されたテレビジョンセット９０に備わるチャンネルセレ
クタ９４よりスリップリングユニット６０に備わるスリ
ップリング６１を介して与えられる。

チューナ１５ａおよび１５ｂの出力は同相合成回路１６
に、チューナ２５ａおよび２５ｂの出力は同相合成回路
２６に、それぞれ印加される。

同相合成回路１６の構成を第２ｂ図を参照して説明する
。

チューナ１５ａより与えられた信号は端子Ａから入力し
てスプリッタ１６０１により増幅器１６０２とスプリッ
タ１６０３とに分配され、さらに、スプリッタ１６０３
により乗算器１６０４と１６０５とに分配される。また
、チューナ１５ｂより与えられた信号は端子Ｂから入力
して９０°移相スプリツタ１６０６によりスプリッタ１
６０７と１６０８とに分配されるが、スプリッタ１６０
８へは９０’移相シフトして分配される。スプリッタ１
６０７は入力信号を乗算器１６０４と１６１３とに分配
し、スプリッタ１６０８は入力信号を乗算器１６０５と
１６１４とに分配する。

いま、端子Ａに印加される信号をｃｏｓωｔとし、端子
Ｂに印加される信号をそれよりφだけ位相の進んだｃｏ
ｓ（ωし＋φ）とすると、乗算器１６０４の出力は、 ｃｏｓωｊ　Ｘ　ｃｏｓ（ωｔ＋φ） ＝　　（ｃｏｓ（２ωｔ＋φ）　＋　ｃｏｓφ）／２　
　　・・・・・・（３）となる。この出力信号はローパ
スフィルタ１６０９において高調渡分が除去され、さら
に高周波終端器１６１１において高周波分が除去されて
直流成分、すなわち、（ｃｏｓφ）／２のみを有する信
号に変換されて乗算器１６１３に与えられる。

乗算器１６１３においては、この信号と端子Ｂより与え
られた信号ｃｏｓ（ωＬ＋φ）とを乗じ、その出力、ｃ
ｏｓ（（１１ｔ＋φ）　　Ｘ　　（ｃｏｓφ）／２＝　
　（ｃｏｓωし＋ｃｏｓ（ωｔ＋２φ））　／４　　　
・・・・・・（４）をコンバイナ１６１５に与える。

一方、乗算器１６０５においては、端子Ａより与えられ
た信号ｃｏｓω仁と、端子Ｂより与えられた信号ｃｏｓ
　（ωし＋φ）を９０°移和した信号、すなわち、−５
ｉｎ　（ωｔ＋φ）とを乗する。その出力は、ＣＯ８ω
し　Ｘ　　　（５ｉｎ（ωし＋φ））＝　−（ｓｉｎ（
２ωｔ＋φ）　十ｓｉｎφ）／２・・・・・・（５）と
なり、ローパスフィルタ１６１０および高周波終端器１
６１２において高周波分が除去されて直流成分。

すなわち、　−（ｓｉｎφ）／２のみが取り出される。

乗算器１６１４においては、この信号と９０°移和した
端子Ｂの信号、−ｓｉｎ　（ωし＋φ）とを乗じ、その
出力。

（−３ｉｎ（ωｔ、十φ））　　Ｘ　　（（ｓｉｎφ）
／２）＝　　（ｃｏｓωｔ、　−ｃｏｓ　（ωし＋２φ
））　／４　　　・・・・・・（６）をコンバイナ１６
１５に与える。

コンバイナ１６１５では１乗算器１６１３の出力と１６
１４の出力とを加算し、（ｃｏｓωｔ、）／２を出力す
る。この出力は、さらに増幅器１６１６において増幅さ
れた後、コンバイナ１６１７に印加される。コンバイナ
１６１７はこの増幅器１６１７の出力と増幅器１６０２
の出力とを加算し、２ｃｏｓωｔを出力する。

なお、コンバイナ１６１７の出力２ｃｏｓωｔの係数は
振幅成分を表わすものではなく、２つの信号、すなわち
、端子Ａと端子Ｂより与えられた信号を合成したことを
意味すると考えられたい。

同相合成回路２６の構成は、第２ｃｌｉ４に示すように
、ローパスフィルタ２６１８を１つ余計に備えているこ
とを除けば°同相合成回路１６の構成に同一である。こ
れにおいては、端子Ｃに与えられるチューナ２５ａの出
力信号と、端子りに与えられるチューナ２５ｂの出力信
号とを合成する。上記に従って、チューナ１５ａの出力
信号をｃｏｓωしとしだ場合には、チューナ２５ａの出
力信号はそれよりθだけ位相の進んだｃｏｓ（ω七十〇
）となり、チューナ２５ｂの出力信号はそれより（θ＋
φ）だけ位相の進んだｃｏｓ　（ωＬ十〇＋φ）となる
。したがって、コンバイナ２６１７は２合成信号２ｃｏ
ｓ　（ω七十〇）を出力する。

同相合成回路２６に加えられたローパスフィルタ２６１
８は、乗算器２６０５の出力、すなわち、−（ｓｉｎ（
２ωｔ＋２０＋φ）＋ｓｉｎφ）／２から直流成分−５
ｉｎφを抽出し、アジマス誤差信号としてスリップリン
グユニット６０に備わるスリップリング６３を介してコ
ントロールユニット１００（第２ａ図）に与えている。

これら同相合成回路１６および２６の出力は同相合成回
路２７に印加されている（第２ｄ図）。

同相合成回路２７の構成は、第２ｄ図に示すように同相
合成回路２６の構成と同一である。ここでは、同相合成
回路１６の出力、すなわち、２ｃｏｓωｔと、同相合成
回路２６の出力、すなわち、　２ｃｏｓ（ωＬ十〇）と
を合成し、合成信号４ｃｏｓωＬを生成する。ただし、
前記同様に、この係数は、チューナ１５ａ、’１５ｂ、
２５ａおよび２５ｂの出力を合成したことを意味するも
のと考えられたい。

また、同相合成回路２７のローパスフィルタ２７１８は
、乗算器２７０５の出力、すなわち、−５ｉｎ（２ωし
十〇）　−５ｉｎθから直流成分−５ｉｎθを抽出し、
エレベーション誤差信号としてスリップリングユニット
６０に備わるスリップリング６２を介してコントロール
ユニット１００（第２ａ図）に与えている。

再度第２ａ図を参照すると、同相合成回路２７の出力は
スリップリングユニット６０に備わる非接触型の結合ト
ランスＴｒｓを介してテレビジョンセット９０に備わる
復調回路９１に与えられている。復調回路９１は同相合
成回路２７より与えられた信号を復調し、ＣＲＴ９２に
画像を、スピーカ９３に音声をそれぞれ出力する。また
、自動利得調整で用いるＡＧＣ信号を分岐してコントロ
ールユニット１００に与えている。

ジャイロユニット２９はアジマス方向とエレベーション
方向に自由度を有し、各方向の相対的な偏移をロータリ
ーエンコーダー２９ａおよび２９ｅで検出し、それぞれ
スリップリングユニット６０に備わるスリップリング６
４．６５を介してコントロールユニット１００に与えて
いる。

エレベーション駆動ユニット５０は、エレベーションモ
ータＭ　ｅ　、エレベーションモータＭｅの出力軸に結
合されたロータリエンコーダＥｅおよびエレベーション
方向の上下限界を検出するリミットスイッチＳＷｕおよ
びＳＷｄを備える。エレベーションモータＭｅおよびロ
ータリエンコーダＥｅはスリップリングユニット６０に
備わるスリップリング６８あるいは６９を介してサーボ
モータドライバ１０２に、リミットスイッチＳ　Ｗ　ｕ
およびＳＷｄはスリップリングユニット６０に備わるス
リップリング６６あるいは６７を介してコントロールユ
ニット１００に、それぞれ接続されている。

一方、アジマス駆動ユニット７０は、アジマスモータＭ
ａおよびアジマスモータＭａの出力軸に結合されたロー
タリエンコーダＥａを備えており、これらはサーボモー
タドライバ１０１に接続されている。

サーボモータドライバ１０１および１０２はコントロー
ルユニット１００に接続されている。

これら構成各要素には、テレビジョンセット９０に備わ
るメインスイッチ９５が投入されると電源ユニット１１
０より所定の電圧が供給される６また、電源ユニット１
１０にはレードームＲＤ内の換気ファン１２０が接続さ
れており、メインスイッチ９５の投入と同時にレードー
ムＲＤ内の換気冷却が行なわれる。

コントロールユニット１００は、同相合成回路２６およ
び２７より与えられるアジマス誤差信号およびエレベー
ション誤差信号ならびに復調回路９１より与えられるＡ
ＧＣ信号により、あるいは、ジャイロユニット２９より
与えられるアジマス方向およびエレベーション方向の相
対的偏移を示すジャイロデータにより、もしくは、オペ
レータにより操作されるキーボードターミナル１０３よ
すの指示により、サーボモータドライバ１０１および１
０２を介してモータＭａおよびＭｅを制御してアンテナ
ユニット１０および２０の姿勢、制御を実行する６ 以下、第４ａ図、第４ｂ図および第４ｃ図に示したフロ
ーチャートを参照してコントロールユニット１００が行
なう姿勢制御について説明する。

コントロールユニット１００は、メインスイッチ９５が
投入されて各部に所定の電圧が供給されるとＳｔ（フロ
ーチャートのステップに付した番号を示す二以下同義）
においてメモリ、レジスタおよびフラグ等を初期化し、
Ｓ２において放送衛星のサーチに用いるレジスタに初期
値をセットする。つまり、初期状態ではサーチ範囲を全
域に設定するため、エレベーション方向のサーチ範囲の
限定に用いるレジスタＥΩｄおよびＥＱｕに、それぞれ
エレベーション方向の下限値Ｅ１２ｍｉｎあるいは上限
値ＥＱｍａｘを、アジマス方向のサーチ範囲の限定に用
いるレジスタＡｚＱおよびＡｚｒにそれぞれアジマス方
向の基準値０あるいは最大値Ａ　ｚ　１ａａｘをセット
する。

８３〜Ｓ７は、キーボードターミナル１０３よりの入力
待ちループである。このループにおいて。

自動車の現在地点を示すデータが入力されるとそれによ
り放送衛星の仰角がある程度特定できるので、Ｓ４にお
いてそれに対応するエレベーション方向のサーチ範囲を
限定するデータをレジスタＥＱｄおよびＥＱｕにセット
し、また、方位角を示すデータが入力されるとそれによ
り放送衛星の方位がある程度特定できるので、Ｓ６にお
いてそれに対応するアジマス方向のサーチ範囲を限定す
るデータをレジスタＡｚＱおよびＡｚｒにセットする。

キーボードターミナル１０３よりスタート指示が入力さ
れるとループをＭき、Ｓ８においてレジスタＡｚにアジ
マス方向のサーチ範囲の左限界を示すレジスタＡｚＱの
値を、レジスタＥＱにエレベーション方向のサーチ範囲
の下限界を示すレジスタＥｎｄの値をセットし、Ｓ９に
おいてサーボモータドライバ１０１および１０２にレジ
スタＡｚおよびレジスタＥＱの値を転送する。これによ
り、サーボモータドライバ１０１はアジマスモータＭａ
を付勢してレジスタＡｚの値で示される方位に支持メン
バ３０を位置決めし、サーボモータドライバ１０２はエ
レベーションモータＭｅを付勢してレジスタＥｆｉの値
で示される仰角にアンテナユニット１０および２０を位
置決めするので、それに要する時間をＳＩＯで待機する
。

Ｓｌｌ−Ｓ３０においては、ＡＧＣ信号で示される受信
レベルを監視しながら放送衛星のサーチを行なう。

サーチにおいては、まず、Ｓ１６においてレジスタＥ１
２の値とレジスタＥＱｕの値、すなわち、エレベーショ
ン方向の上限界値と比較する。レジスタＥＱの値がこの
上限界値に達していなければＳ１７においてレジスタＥ
Ｑの値を１インクリメントし、ｓｉｓにおいてその値を
サーボモータドライバ１０２に転送する。これによりサ
ーボモータドライバ１０２がエレベーションモータＭｅ
を付勢してアンテナユニットｌＯおよび２０の仰角をｌ
ステップ分上向に更新するので、Ｓ１９において所定時
間を待機する。

以上を繰り返してレジスタＥｆｉの値が上限界値に達す
ると、Ｓ２０でフラグＦ２をセットし、Ｓ２１において
レジスタＡｚの値とレジスタＡｚｒの値、すなわち、ア
ジマス方向の右限界値と比較する。レジスタＡｚの値が
この右限界値に達していなければＳ２２においてレジス
タＡｚの値を１インクリメントし、Ｓ２３においてその
値をサーボモータドライバ１０１に転送する。これによ
りサーボモータドライバ１０１がアジマスモータＭａを
付勢して支持メンバ３０の方位角を１ステップ分右向に
更新するので、Ｓ２４において所定時間を待機する。

今度は、フラグＦ２をセットしているので、８２５以下
に進み、レジスタＥＱの値がレジスタＥＱｄの値、すな
わち、エレベーション方向の下限界値に達するまで、レ
ジスタＥＱの値を１デクリメントしながらアンテナユニ
ット１０および２０の仰角を１ステップ分下向に更新す
る。

レジスタＥΩの値が下限界値に達すると８２９において
フラグ２９をリセットした後、３２９以下のステップに
おいて支持メンバ３０の方位角を１ステップ分右向に更
新する。

つまり、このサーチ処理においては、レジスタＡ　ｚ　
Ｑ　＊　Ａ　ｚ　ｒ　ｇ　Ｅ　Ｑ　ｄおよびＥｆｌｕの
値で限定される範囲をラスタ゛スキャンしながら放送衛
星を探索する。このサーチ処理において放送衛星が見付
からないときには、Ｓ２１から３３０に進み、キーボー
ドターミナル１０３上に備わる表示器に受信不能を表示
した後、Ｓ３に戻る。また、キーボードターミナル１０
３よりストップ指示が入力されたときには直ちにサーチ
処理を終了してＳ３に戻る。

上記のサーチ処理において放送衛星が見付かり、■レジ
スタに格納した受信レベルが所定レベルＶ、を超えると
３１３から８３１に進み、トラッキング処理を行なう。

３３１においてはフラグＦ１およびＦ３を調べる。当初
はフラグＦ１をリセットしているのでＳ３２においてこ
れをセットし、さらにフラグＦ３をリセットする。

Ｓ３３においては、アジマス誤差信号に基づ（アジマス
方向の位相差データφ、エレベーション誤差信号に基づ
くエレベーション方向の位相差データ０．アジマス方向
のジャイロデータｇθおよびエレベーション方向のジャ
イロデータｇφを読取る。この後、Ｓ３４においてジャ
イロデータｇ、およびｇ、をそれぞれレジスタＧθある
いはＧψにセットし、Ｓ３５において位相差データφお
よびθにより示される現在のアンテナ姿勢に対する放送
衛星のアジマス方向およびエレベーション方向の偏角デ
ータをそれぞれレジスタΦあるいはθにセットする。

３３６においては、レジスタＡｚにレジスタΦの値を加
え、レジスタＥ１２にレジスタθの値を加える。ただし
、レジスタＡｚの値はＡｚｍａｚを法としており、この
加算においてレジスタＡｚの値がＡｚｍａｘを超えると
きにはそれを減じた値となる。

Ｓ３７においてサーボモータドライバ１０１および１０
２にレジスタＡｚおよびレジスタＥＱの値を転送し、Ｓ
３８において所定時間を待機するとＳｌｌに戻る。

以上を繰り返して放送衛星をトラッキングするが、その
間に自動車がトンネルやビル蔭に入ると受信レベルが低
下する。このとき、受信レベルが所定レベルＶＯ以下に
なるとＳ１３においてトラッキング処理を一時中断し、
３１４以下に進む。

Ｓ１４においてはフラグＦ１を調べるが、このフラグは
Ｓ３２を通ったときにセットしているので、Ｓ３９に進
みさらにフラグＦ３を調べる。トラッキング処理を中断
した直後はフラグＦ３をリセットしているので３４０へ
進み、これにおいてフラグＦ３をセットし、受信レベル
の低下が継続する時間を計測をするためのタイマＴをク
リア＆スタートする。

Ｓ４１においては、アジマス方向のジャイロデータｇθ
およびエレベーション方向のジャイロデータｇφを読取
る。

レジスタＧθおよびＧψには、受信レベルが低下する直
前のジャイロデータが格納されているので、ジャイロデ
ータｇθとレジスタＧθの値との差、および、ジャイロ
データｇφとレジスタＧψの値との差、は、それぞれ受
信レベルが低下する直前のアンテナ姿勢に対する現在の
アンテナ姿勢のアジマス方向あるいはエレベーション方
向の偏移に相当する。そこで、Ｓ４２においてこの差分
を求め、Ｓ４９において該差分により示される受信レベ
ルが低下する直前のアンテナ姿勢に対する現在のアンテ
ナ姿勢のアジマス方向あるいはエレベーション方向の偏
角データをそれぞれレジスタΦあるいはθにセットする
。なお、Ｓ４３に示した式の符号（−）は、アンテナ姿
勢の相対的な偏移に抗するデータをセットするという意
味である。

この後、Ｓ３６に進むが、以下の説明は前述したので省
略する。

つまり、放送衛星のトラッキング中に受信レベルが所定
レベルＶＯ以下に低下した場合には、ジャイロデータに
よりその直前のアンテナ姿勢を維持する。

タイマＴの値が所定時間Ｔｏを超えるまでに、受信レベ
ルが所定レベルＶＯを超えると、Ｓ１３からＳ３１．Ｓ
３２と進み、上記のトラッキング処理を再開するが、そ
れまでの間に受信レベルが回復しないときにはＳ４４が
ら３４５以下に進む。

Ｓ４５においてはフラグＦ１〜Ｆ３をリセットし、Ｓ４
６においては続いてサーチ処理を行なうときのために、
レジスタＡｚｒ、ＡｚＱ、ＥＱｄおよびＥＱｕにサーチ
範囲を限定するデータをそれぞれセットする。この場合
、アジマス方向に関しては自動車の方位角に依存するの
で全周のサーチ範囲をセット（レジスタＡｚｒに最大値
Ａｚｍａｘを、レジスタＡｚＱに基準値０をそれぞれセ
ット）するが、エレベーション方向については自動車の
存在地点に依頼するのでそのときのアンテナユニットの
仰角を示すＥＱレジスタの値に基づいたサーチ範囲をセ
ットする。

この後、８４７においてキーボードターミナル１０３上
に備わる表示器に受信不能を表示し、Ｓ３に戻る。

なお、上記の各処理の間にキーボードターミナル１０３
よりストップ指示が入力されたときにはＳｌｌにおいて
直ちにそれぞれの処理を終了し。

Ｓ３に戻る。

なお、上記実施例においては、受信がない場合に、ジャ
イロデータを用いてアンテナの姿勢制御を行なっている
が、例えば、地磁気センサや角度センサ等を用いてこの
制御を行なっても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明によれば、アンテナに対す
る電波源の相対的な移動を検出してアンテナ姿勢を制御
するので、従来のような大きなイナーシャを有する、大
型大重量のフライホイールや大型のレートジャイロが不
要になる。

また、実施例で説明したように、受信アンテナを複数の
グループに分割すれば、第１方向、すなわち、実施例に
おけるエレベーション方向のイナーシャが低減されて、
この方向に駆動する機構が軽量小型化されるのみならず
、これらを一体で駆動するときのイナーシャが小さくな
るので、自動車等の移動体の激しい姿勢変化に対する応
答性が改善され、良好な通信を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明を一例で実施する車載衛星放送受信用
アンテナ装置の平面図、第１ｂ図はその正面図である。 第２ａ図は実施例装置の電気回路の構成を示すブロック
図であり、第２ｂ図、第２Ｃ図および第２ｄ図はその一
部詳細に示すブロック図である。 第３ａ図および第３ｂ図は放送衛星の方向の検出原理を
説明するための説明図である。 第４ａ図、第４ｂ図および第４Ｃ図は第２ａ図に示した
コントロールユニット１００の動作を示すフローチャー
トである。 １０．２０：平面アンテナユニット ｌＯ：（第１アンテナ群）　　２０：（第２アンテナ群
）１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ　：アンテナセクシ
ョン１０ａ　：　（第１受信アンテナ） ｒｏｂ：（第２受信アンテナ） ２０ａ　：　（第３受信アンテナ） １１．２１　：軸　　　　　　　２２：扇形歯車１３ａ
、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ　：回路アッセンブリ１４ａ
、１４ｂ、２４ａ、２４ｂ　：　ＢＳコンバータ１５ａ
、１５ｂ、２５ａ、２５ｂ　：チューナ１６．２６，２
７　：同相合成回路（同相合成手段）２６：（第１位相
差検出手段） ２７：（第２位相差検出手段） ２８：電圧制御発振器　　２９：ジャイロユニット３０
：支持メンバ　　　　３１，３２：Ｖ字形アーム３３；
中心軸　　　　　　４０：台座 ５０：エレベーション駆動ユニット（第１ｗ７Ａ動手段
）５１：鼓形ウオーム　　　５２，５３　：リンク機構
３０．５２，５３　：　（支持手段、第１．第２支持手
段）６０ニスリツプリングユニツト ６１〜６９ニスリツプリング ７０；アジマス駆動ユニット（第２駆動手段）７１：鼓
形ウオーム　　　９０：テレビジョンセット９１：復調
回路　　　　　９２　：　ＣＲＴ９３：スピーカ　　　
　　９４：チャネルセレクタ９５：メインスイッチ １００：コントロールユニット（制御手段）１０１．１
０２　：サーボモータドライバ１０３：キーボードター
ミナル １１０：電源ユニット　　１２０：換気ファンＲＤニレ
ードーム　　　　Ｍａ：アジマスモータＭｅ：エレベー
ションモータ Ｅａ、Ｅｅ：ロータリエンコーダ Ｔｒｓ　：非接触型結合トランス 声４２　Ｋ 東４ｂ図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１、第２および第３受信アンテナ；前記第１、
   第２および第３受信アンテナの放射ローブを平行に保ち
   、かつ、前記第１および第２受信アンテナの放射ローブ
   を含む平面と、前記第１および第３受信アンテナの放射
   ローブを含む平面とを垂直に保って、前記第１、第２お
   よび第３受信アンテナを、第１方向およびこれと直交す
   る第２方向に移動自在に支持する支持手段；前記第１、
   第２および第３受信アンテナを前記第１方向に駆動する
   第１駆動手段； 前記第１、第２および第３受信アンテナを前記第２方向
   に駆動する第２駆動手段； 前記第１受信アンテナの受信信号と前記第２受信アンテ
   ナの受信信号との位相差に相当する第１位相差信号を検
   出する第１位相差検出手段；前記第１受信アンテナの受
   信信号と前記第３受信アンテナの受信信号との位相差に
   相当する第２位相差信号を検出する第２位相差検出手段
   ；および、 前記第１および第２位相差信号に基づいて電波源の方向
   を求め、前記第１および第２駆動手段をそれぞれ付勢制
   御する制御手段； を備えるアンテナ装置。
2. （２）さらに、前記第１、第２および第３受信アンテナ
   のうちの少なくとも２つの受信アンテナの受信信号を同
   相合成する同相合成手段を備える、前記特許請求の範囲
   第（１）項記載のアンテナ装置。
3. （３）第１受信アンテナおよび第２受信アンテナを含む
   第１アンテナ群； 前記第１および第２受信アンテナの放射ローブを平行に
   保って前記第１アンテナ群を第１方向に移動自在に支持
   する第１支持手段； 第３受信アンテナを含む第２アンテナ群； 前記第３受信アンテナの放射ローブを前記第１および第
   ２受信アンテナの放射ローブと平行に保ち、かつ、前記
   第３および第１受信アンテナの放射ローブを含む平面を
   前記第１および第２受信アンテナの放射ローブを含む平
   面に垂直に保って、前記第２アンテナ群を第１方向に移
   動自在に支持する第２支持手段； 前記第１および第２アンテナ群をそれぞれ第１方向に駆
   動する第１駆動手段； 前記第１および第２アンテナ群、前記第１および第２支
   持手段、および、前記第１駆動手段を、前記第１方向に
   直交する第２方向に移動自在に支持する第３支持手段； 前記第１および第２アンテナ群、前記第１および第２支
   持手段、および、前記第１駆動手段を、一体で第２方向
   に駆動する第２駆動手段； 前記第１受信アンテナの受信信号と前記第２受信アンテ
   ナの受信信号との位相差に相当する第１位相差信号を検
   出する第１位相差検出手段；前記第１受信アンテナの受
   信信号と前記第３受信アンテナの受信信号との位相差に
   相当する第２位相差信号を検出する第２位相差検出手段
   ；および、 前記第１および第２位相差信号に基づいて電波源の方向
   を求め、前記第１および第２駆動手段をそれぞれ付勢制
   御する制御手段； を備えるアンテナ装置。
4. （４）さらに、前記第１、第２および第３受信アンテナ
   のうちの少なくとも２つの受信アンテナの受信信号を同
   相合成する同相合成手段を備える、前記特許請求の範囲
   第（３）項記載のアンテナ装置。