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JP3097797B2 - 移動アンテナの衛星追尾方法およびその装置 - Google Patents
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JP3097797B2 - 移動アンテナの衛星追尾方法およびその装置 - Google Patents

移動アンテナの衛星追尾方法およびその装置

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JP3097797B2
JP3097797B2 JP05198436A JP19843693A JP3097797B2 JP 3097797 B2 JP3097797 B2 JP 3097797B2 JP 05198436 A JP05198436 A JP 05198436A JP 19843693 A JP19843693 A JP 19843693A JP 3097797 B2 JP3097797 B2 JP 3097797B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の交通手段に
装備されて通信衛星や放送衛星等から送信される信号を
受信する移動アンテナの衛星追尾方法と、かかる移動ア
ンテナを用いた衛星追尾装置とに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来使用されている車載用の衛星
追尾装置の制御関係を模式的に示すブロック図、図4は
同従来例の衛星捕捉・追尾動作を示すフローチャートで
ある。
【0003】図3に示すように、従来の車載用衛星追尾
装置は、垂直軸を有して方位角が変更可能な移動アンテ
ナ1と、この移動アンテナ1を段階的に回転駆動する駆
動装置2と、この駆動装置2を制御するための制御装置
3と、移動アンテナ1で受信した高周波信号が供給され
る受信機4と、この受信機4から高周波信号の強度に比
例する電圧等の受信強度情報が供給される演算装置5
と、この演算装置5に接続されたレベルメモリ6とを備
えている。つまり、受信機4には、移動アンテナ1から
供給された高周波信号の受信強度を検出するための検出
部が内蔵されていて、その検出値が、移動アンテナ1を
所定の単位角度(ステップ角)回転させたときに回転前
後の受信強度の大小を比較する演算装置5や、一時的に
データを記憶し必要に応じて読み出しも可能なレベルメ
モリ6に供給されるようになっている。そして、演算装
置5の演算結果は制御装置3に出力され、その演算結果
に基づいて駆動装置2を制御するようになっている。
【0004】次に、上記した従来の車載用衛星追尾装置
において、受信強度が最大となる所望の方位角へ移動ア
ンテナ1を向けるための動作を、図4を参照しながら説
明する。
【0005】いま、制御装置3により、移動アンテナ1
の回転駆動方向が時計回りの向きに設定されているもの
とすると(手順1)、この状態で、まず初期値としての
受信強度を検出し(手順2)、その検出値を比較用の受
信強度Lmとしてレベルメモリ6に一時記憶する(手順
3)。次いで、設定されている回転駆動方向に移動アン
テナ1を所定の単位角度、つまり1ステップだけ回転さ
せてから(手順4)、回転後の受信強度Lを検出し(手
順5)、その検出値Lと、レベルメモリ6から読み出し
た1ステップ回転させる前の検出値Lmとを、演算装置
5によって比較する(手順6)。そして、比較結果がL
>Lmであれば、回転させたことで移動アンテナ1が所
望の方位角に近付いたと判定できるので、移動アンテナ
1の回転駆動方向を変更することなく、Lを新たな比較
用受信強度Lmとしてレベルメモリ6に一時記憶させて
から(手順7)、上記手順4に戻って移動アンテナ1を
前回と同じ向き、つまり時計回りの向きに1ステップ回
転させる。一方、手順6において、比較結果がL≦Lm
のときは、回転させても移動アンテナ1が所望の方位角
から遠ざかっていると判定できるので、移動アンテナ1
の回転駆動方向を前回と逆向きに設定するための信号を
演算装置5から制御装置3に向けて出力し(手順8)、
さらにLを新たな比較用受信強度Lmとしてレベルメモ
リ6に一時記憶させ(手順9)、しかる後、上記手順4
に戻って移動アンテナ1を前回とは逆向き、つまり反時
計回りの向きに1ステップ回転させる。以後、手順4→
5→6→7→4もしくは手順4→5→6→8→9→4の
動作が何回か繰り返されると、移動アンテナ1は次第
に、受信強度が最大となる所望の方位角を向くようにな
る。そして所望の方位角に最も近づくと、手順4→5→
6→8→9→4→5→6→7→4の動作を繰り返す。
【0006】なお、上記手順1で移動アンテナ1の回転
駆動方向が反時計回りの向きに設定されている場合も、
動作原理が同様であることは言うまでもない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来技術は、移動アンテナ1を単位角度ずつ回転させな
がら、その都度回転前後の受信強度を比較して回転駆動
方向を決定するというステップトラック方式を採用して
いるため、該アンテナ1を瞬時のうちに受信強度が最大
の方位角へと向けることができず、特に移動アンテナ1
を搭載した車輛が急カーブなどで進行方向を短時間に大
きく変えたときに、衛星の捕捉・追尾に時間を要して通
信や放送が中断されてしまうという不具合があった。
【0008】本発明はこのような従来技術の課題に鑑み
てなされたもので、その第1の目的は、短時間で移動ア
ンテナを受信強度が最大の向きに設定することができる
移動アンテナの衛星追尾方法を提供することにあり、ま
た、本発明の第2の目的は、かかる衛星追尾方法を実施
するうえで好適な衛星追尾装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記した本発明の第1の
目的は、移動アンテナを単位角度回転させたときに得ら
れる回転前後の受信強度の変化の度合いと、受信強度が
最大となる向きに対する該アンテナの向きのずれ(A)
とを、cosAのn乗で近似できる特性曲線に基づいて
対応させた対照用データを予め記憶させておき、実際に
移動アンテナを単位角度回転させて回転前後の受信強度
の変化の度合いを算出したなら、受信強度を最大にする
ために必要な該アンテナの回転角を上記対照用データに
基づいて決定し、こうして決定した回転角だけ該アンテ
ナを回転駆動することによって達成される。
【0010】また、上記した本発明の第2の目的は、方
位角が変更可能な移動アンテナと、このアンテナを回転
駆動する駆動部と、この駆動部を制御する制御部と、該
アンテナが受信した信号の受信強度を検出する検出部
と、この検出部にて検出された該アンテナの受信強度を
一時的に記憶する一時記憶部とを有する衛星追尾装置に
おいて、移動アンテナを単位角度回転させたときに得ら
れる回転前後の受信強度の変化の度合いと、受信強度が
最大となる向きに対する該アンテナの向きのずれ(A)
とを、cosAのn乗で近似できる特性曲線に基づいて
対応づけて予め記憶した対照用データ記憶部を備えると
ともに、移動アンテナを単位角度回転させたときに該ア
ンテナの回転前後の受信強度の変化の度合いを算出し、
この算出値に対応する該アンテナの向きのずれを上記対
照用データ記憶部より読み出して、この向きのずれに相
当する回転角を該アンテナに付与するための信号を上記
制御部に出力する演算部を備えることによって達成され
る。
【0011】
【作用】衛星方向に対する移動アンテナの向きと受信強
度との関係は、図5に示すように、受信強度が最大とな
る特定の方向(衛星方向)に対する該アンテナの向きの
ずれをAとすると、cosAのn乗で近似できる特性曲
線を示すので、移動アンテナを単位角度回転させたとき
に得られる回転前後の受信強度の変化の度合い(例えば
比や差)と、回転直後の該アンテナの向きのずれAとを
予め対応づけることができる。したがって、この対応を
対照用データとして記憶しておけば、実際に移動アンテ
ナを単位角度回転させたときの受信強度の変化の度合い
から、該アンテナの向きのずれ、すなわち必要な残りの
回転角が決定でき、こうして決定した回転角だけ該アン
テナを回転駆動することにより、短時間で該アンテナを
受信強度が最大の向きに向けることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2に
基づいて説明する。ここで、図1は本実施例に係る車載
用の衛星追尾装置の制御関係を模式的に示すブロック
図、図2は同実施例の衛星捕捉・追尾動作を示すフロー
チャートであり、従来例の説明に用いた図3と対応する
部分には同一符号が付けてある。
【0013】図1に示す車載用衛星追尾装置は、演算装
置5の機能と、予め対照用データを記憶したメモリテー
ブル7を付加した点とが先の従来例と大きく異なってお
り、この演算装置5は回転前後の受信強度の差を算出し
て該対照用データから必要な情報が読み出せるようにな
っている。すなわち、この衛星追尾装置は、垂直軸を有
して方位角が変更可能な移動アンテナ1と、この移動ア
ンテナ1を段階的に回転駆動する駆動装置2と、この駆
動装置2を制御するための制御装置3と、移動アンテナ
1で受信した高周波信号が供給される受信機4と、この
受信機4の検出部から高周波信号の強度に比例する電圧
等の受信強度情報が供給される演算装置5と、この演算
装置5に接続されて一時的にデータを記憶し必要に応じ
て読み出しも可能なレベルメモリ6と、演算装置5に接
続されて対照用データの読み出しが可能なメモリテーブ
ル7とを備えている。そして、移動アンテナ1を垂直軸
の軸まわりに所定の単位角度(ステップ角)回転させる
と、演算装置5が、レベルメモリ6のデータを参照しつ
つ回転前後の受信強度の差を算出するとともに、この算
出値に対応する該アンテナ1の向きのずれをメモリテー
ブル7の対照用データより読み出して、この向きのずれ
に相当する回転角を該アンテナ1に付与するための信号
を制御装置3に出力するようになっている。
【0014】すなわち、メモリテーブル7には、移動ア
ンテナ1を垂直軸の軸まわりに単位角度回転させたとき
に得られる回転前後の受信強度の差と、受信強度が最大
となる特定の方位角に対する該アンテナ1の向きのずれ
(A)とを、図5に示すようなcosAのn乗で近似で
きる特性曲線に基づいて対応づけて作成した対照用デー
タが記憶させてあるので、実際に移動アンテナ1を単位
角度回転させて回転前後の受信強度の差を算出すれば、
その算出値を対照用データと照らし合わせることによ
り、該アンテナ1の向きのずれ、すなわち必要な残りの
回転角が決定できる。
【0015】なお、受信機4には高周波回路やベースバ
ンド回路が内蔵されていて、受信強度は一般に、受信さ
れた高周波信号を検波することにより検出されるが、ベ
ースバンドに復調された信号のCN比等によって代用す
ることも可能である。また、演算装置5に入力される受
信強度情報は、アナログ値でもデジタル値でも構わな
い。
【0016】次に、上記した車載用衛星追尾装置におい
て、受信強度が最大となる所望の方位角へ移動アンテナ
1を向けるための動作を、図2を参照しながら説明す
る。
【0017】いま、制御装置3により、移動アンテナ1
の回転駆動方向が時計回りの向きに設定されているもの
とすると(手順1)、この状態で、まず初期値としての
受信強度を検出し(手順2)、その検出値を比較用の受
信強度Lmとしてレベルメモリ6に一時記憶する(手順
3)。次いで、設定されている回転駆動方向に移動アン
テナ1を所定の単位角度、つまり1ステップだけ回転さ
せてから(手順4)、回転後の受信強度Lを検出し(手
順5)、その検出値Lと、レベルメモリ6から読み出し
た1ステップ回転させる前の検出値Lmとの受信強度差
B(=L−Lm)を、演算装置5によって算出する(手
順6)。さらに、演算装置5は、この受信強度差Bに対
応する移動アンテナ1の向きのずれを、メモリテーブル
7の対照用データより読み出して(手順7)、この向き
のずれに相当する回転角を移動アンテナ1に付与するた
めの信号を制御装置3に出力し、移動アンテナ1は、与
えられた回転角度だけ回転駆動され(手順8)、所望の
方位角を向くようになる。
【0018】なお、上記手順7から手順8へ移行する前
に、移動アンテナ1が所望の方位角に対しどちら側へ大
きくずれているかに応じて回転駆動方向を決定する手順
を追加しても良い。また、上記手順1で移動アンテナ1
の回転駆動方向が反時計回りの向きに設定されていても
良いことは言うまでもない。
【0019】このように上記実施例には、移動アンテナ
1を1ステップ回転させた前後の受信強度の差から該ア
ンテナ1の向きのずれが検索できる対照用データが予め
記憶させてあって、実際に移動アンテナ1を1ステップ
回転させて向きのずれを読み出したなら、その後はその
ずれの回転角度だけ回転駆動して該アンテナ1を所望の
方位角へ向けることができるので、衛星の捕捉・追尾に
要する時間を大幅に短縮することができる。したがっ
て、移動アンテナ1を搭載した車輛が急カーブなどで進
行方向を短時間に大きく変えたときにも、短時間で該ア
ンテナ1を受信強度が最大の方位角へと向けることがで
き、通信や放送の中断等の受信不良を最小限に抑えるこ
とができる。
【0020】なお、上記実施例では移動アンテナ1の方
位角を変更する場合について説明したが、仰角を変更す
る場合も、上記と同様の対照用データ予め記憶させてお
き、1ステップ回転させて該アンテナ1のずれを読み出
したなら、その後は必要な角度だけ回転駆動して所望の
仰角を向くように構成することができる。ただし、移動
アンテナの仰角については追尾範囲が狭いので、従来例
と同様のステップトラック方式を採用しても大きな支障
は生じない。
【0021】また、上記実施例では移動アンテナ1を単
位角度回転させたときの回転前後の受信強度の差から、
該アンテナ1に必要な残りの回転角を割り出している
が、受信強度の差の代わりに受信強度の比によって、残
りの回転角を割り出すことも可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、予め対照用データ
が記憶してある本発明によれば、移動アンテナを単位角
度回転させたときの受信強度の変化の度合いから、該ア
ンテナに必要な残りの回転角が決定できるので、こうし
て決定した回転角だけ一気に移動アンテナを回転駆動す
ることにより、短時間で該アンテナを受信強度が最大の
所望の向きに回転することができて、衛星の捕捉・追尾
に要する時間が大幅に短縮できるという優れた効果を奏
し、その結果、移動アンテナを搭載した車輛等が急カー
ブなどで進行方向を短時間に大きく変えたときにもほと
んど受信不良を起こさなくなって、実用性や信頼性を高
めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る車載用の衛星追尾装置の制御関
係を模式的に示すブロック図である。
【図2】同実施例の衛星捕捉・追尾動作を示すフローチ
ャートである。
【図3】従来使用されている車載用の衛星追尾装置の制
御関係を模式的に示すブロック図である。
【図4】同従来例の衛星捕捉・追尾動作を示すフローチ
ャートである。
【図5】移動アンテナの向きと受信強度との関係を示す
特性図である。
【符号の説明】
1 移動アンテナ 2 駆動装置 3 制御装置 4 受信機(検出部) 5 演算装置 6 レベルメモリ(一時記憶部) 7 メモリテーブル(対照用データ記憶部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 3/42 H01Q 3/00 - 3/46 H01Q 21/00 - 21/30 H01Q 23/00 H01Q 25/00 - 25/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動アンテナを単位角度回転させたとき
    に得られる回転前後の受信強度の変化の度合いと、受信
    強度が最大となる向きに対する該アンテナの向きのずれ
    (A)とを、cosAのn乗で近似できる特性曲線に基
    づいて対応させた対照用データを予め記憶させておき、
    実際に移動アンテナを単位角度回転させて回転前後の受
    信強度の変化の度合いを算出したなら、受信強度を最大
    にするために必要な該アンテナの回転角を上記対照用デ
    ータに基づいて決定し、こうして決定した回転角だけ該
    アンテナを回転駆動するようにしたことを特徴とする移
    動アンテナの衛星追尾方法。
  2. 【請求項2】 方位角が変更可能な移動アンテナと、こ
    のアンテナを回転駆動する駆動部と、この駆動部を制御
    する制御部と、該アンテナが受信した信号の受信強度を
    検出する検出部と、この検出部にて検出された該アンテ
    ナの受信強度を一時的に記憶する一時記憶部とを有する
    衛星追尾装置において、移動アンテナを単位角度回転さ
    せたときに得られる回転前後の受信強度の変化の度合い
    と、受信強度が最大となる向きに対する該アンテナの向
    きのずれ(A)とを、cosAのn乗で近似できる特性
    曲線に基づいて対応づけて予め記憶した対照用データ記
    憶部を備えるとともに、移動アンテナを単位角度回転さ
    せたときに該アンテナの回転前後の受信強度の変化の度
    合いを算出し、この算出値に対応する該アンテナの向き
    のずれを上記対照用データ記憶部より読み出して、この
    向きのずれに相当する回転角を該アンテナに付与するた
    めの信号を上記制御部に出力する演算部を備えたことを
    特徴とする衛星追尾装置。
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