(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に取付配置される取付台と、
第１の軸回りに円弧状の第１の案内ブレードを回動自在に配設して、この第１の案内ブレードに前記取付台に支持される第１の案内ローラを移動自在に係合させた第１の水平安定台と、
前記第１の軸回りと略直交する第２の軸回りに円弧状の第２の案内ブレードを回動自在に配設して、この第２の案内ブレードに対して前記第１の水平安定台の第１の案内ブレードに支持される第２の案内ローラを移動自在に係合させた第２の水平安定台と、
この第２の水平安定台の第２の案内ブレードに支持され、前記第１及び第２の軸と略直交する第３の軸回りに回転自在に配設される第３の水平安定台と、
この第３の水平安定台に第３の軸上に対応して高低角駆動部及び偏波角駆動部を介して積重配置されるアンテナ反射鏡と、
このアンテナ反射鏡に鏡面に対向して取付配置される給電部と、
前記第１乃至第３の軸回りの角度及び角速度を検出して、前記アンテナ反射鏡で受信される受信信号に基づいて前記第１乃至第３の軸回りの離角を検出する離角検出手段と、
この離角検出手段で検出した第１の軸回りの離角情報に基づいて前記第１の水平安定台の第１の案内ブレードを第１の軸回りに回動付勢して前記第１の案内ローラを該第１の案内ブレードに沿って案内し、前記第１の軸回りの離角を制御して該第１の軸回りを安定に制御する第１の安定台制御手段と、
前記離角検出手段で検出した第２の軸回りの離角情報に基づいて前記第２の水平安定台の第２の案内ブレードを第２の軸回りに回動付勢して前記第２の案内ローラを該第２の案内ブレードに沿って案内し、第２の軸回りの離角を制御して第２の軸回りを安定に制御する第２の安定台制御手段と、
前記離角検出手段で検出した第３の軸回りの離角情報に基づいて前記第３の水平安定台を駆動制御して、第３の軸回りを安定に制御する第３の安定台制御手段と、
前記アンテナ反射鏡で受信される受信信号に基づいて前記高低角駆動部及び偏波角駆動部を駆動制御して前記アンテナ反射鏡の高低角方向及び偏波角方向を制御するアンテナ指向制御手段と
を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第１、第２及び第３の安定台制御手段を含む第１、第２及び第３の水平安定台と、高低角駆動部及び偏波角駆動部の設置された第３の水平安定台と、アンテナ反射鏡とを分離自在に組合わせ配置したことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記給電部は、アンテナ反射鏡に分離自在に取付配置されることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記給電部は、アンテナ反射鏡に折畳み展開自在に組付けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の水平安定台の駆動中心は、第３の軸上に位置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記第３の軸回りは、アンテナ反射鏡の方位角に対応されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の案内ローラは、第１及び第２の案内ブレードを回動自在に挟装する複数対のローラで構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のアンテナ装置。
【請求項８】
前記取付台は、移動体に対して該移動体の振動及び姿勢と無関係に搭載することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば衛星通信用地上移動車両や船舶等の移動体に搭載するのに好適するアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のアンテナ装置は、移動車両に搭載されたシェルタと称する取付体上に設置され、移動車両とともに運用場所に移動されて衛星放送等に供される。そして、このようなアンテナ装置は、移動車両に搭載されるために、移動車両を移動させながら信号の送受を行う場合、移動車両の振動及び姿勢の影響を直接的に受ける。このため、移動させながら、衛星との信号の送受を行う場合には、移動車両の振動及び姿勢をキャンセルして所望の方向に指向制御される。
【０００３】
ところが、上記アンテナ装置では、指向制御する際、道路事情等により、移動車両の振動及び姿勢が大きく変動したりすると、その指向指差量が非常に大きくなるために、高精度なアンテナ指向制御が困難となるという問題を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来のアンテナ装置では、移動車両の振動及び姿勢変動により、指向指差が大きくなるために、指向制御に時間を費やすという問題を有する。
【０００５】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、簡便にして、高精度なアンテナ指向制御を実現し得、且つ簡便な取扱を実現し得るようにしたアンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、移動体に取付配置される取付台と、第１の軸回りに円弧状の第１の案内ブレードを回動自在に配設して、この第１の案内ブレードに前記取付台に支持される第１の案内ローラを移動自在に係合させた第１の水平安定台と、前記第１の軸回りと略直交する第２の軸回りに円弧状の第２の案内ブレードを回動自在に配設して、この第２の案内ブレードに対して前記第１の水平安定台の第１の案内ブレードに支持される第２の案内ローラを移動自在に係合させた第２の水平安定台と、この第２の水平安定台の第２の案内ブレードに支持され、前記第１及び第２の軸と略直交する第３の軸回りに回転自在に配設される第３の水平安定台と、この第３の水平安定台に第３の軸上に対応して高低角駆動部及び偏波角駆動部を介して積重配置されるアンテナ反射鏡と、このアンテナ反射鏡に鏡面に対向して取付配置される給電部と、前記第１乃至第３の軸回りの角度及び角速度を検出して、前記アンテナ反射鏡で受信される受信信号に基づいて前記第１乃至第３の軸回りの離角を検出する離角検出手段と、この離角検出手段で検出した第１の軸回りの離角情報に基づいて前記第１の水平安定台の第１の案内ブレードを第１の軸回りに回動付勢して前記第１の案内ローラを該第１の案内ブレードに沿って案内し、前記第１の軸回りの離角を制御して該第１の軸回りを安定に制御する第１の安定台制御手段と、前記離角検出手段で検出した第２の軸回りの離角情報に基づいて前記第２の水平安定台の第２の案内ブレードを第２の軸回りに回動付勢して前記第２の案内ローラを該第２の案内ブレードに沿って案内し、第２の軸回りの離角を制御して第２の軸回りを安定に制御する第２の安定台制御手段と、前記離角検出手段で検出した第３の軸回りの離角情報に基づいて前記第３の水平安定台を駆動制御して、第３の軸回りを安定に制御する第３の安定台制御手段と、前記アンテナ反射鏡で受信される受信信号に基づいて前記高低角駆動部及び偏波角駆動部を駆動制御して前記アンテナ反射鏡の高低角方向及び偏波角方向を制御するアンテナ指向制御手段とを備えてアンテナ装置を構成した。
【０００７】
上記構成によれば、取付台は、第１乃至第３の軸器回りが離角検出手段で検出される各軸回りの離角に対応して駆動制御されることにより、移動体の振動及び姿勢に対応して追従されて、アンテナ反射鏡が、その第３の軸回りを指向方向に指向された状態で安定化され、この安定化状態から高低角駆動部及び偏波角駆動部により、高低角及び偏波角が指向方向に指向制御される。これにより、移動体の振動及び姿勢をキャンセルした状態で、アンテナ反射鏡の指向制御が可能となり、移動体の移動状態における高精度なアンテナ指向制御が可能となる。
【０００８】
また、この発明は、第１、第２及び第３の水平安定台と、高低角駆動部及び偏波角駆動部と、アンテナ反射鏡とを分離自在に組合わせ配置するように構成した。
【０００９】
上記構成によれば、移動体上に構築するアンテナ反射鏡の大口径化が図れて高精度なアンテナ性能を確保することが可能となると共に、移動体の通信場所への容易な輸送が可能となり、簡便な取扱いが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２はこの発明の一実施の形態に係るアンテナ装置を示すもので、図１は、ロール軸回りの水平安定台構造を正面から見た状態を示し、図２は、ピッチ軸回りの水平安定台構造を正面から見た状態を示す。
【００１１】
すなわち、取付台１０は、移動車両等の移動体１１に搭載される。この取付台１０には、ロール軸に対応してロール軸水平安定台１２が配設される。このロール軸水平安定台１２は、例えば図３に示すようにローラを２個対向配置した第１の案内ローラ１２ａが４組、第１の取付部材１２ｂを介して所定の間隔に取付配置される。この２組の第１の案内ローラ１２ａ，１２ａ間には、円弧状の第１の案内ブレード１２ｃがそれぞれ摺動自在に挟持する如く係合される。そして、この２組の第１の案内ブレード１２ｃ，１２ｃは、第１の結合部材１２ｄを介して連結される。この第１の案内ブレード１２ｃと第１の取付部材１２ｂの相互間には、第１のボール螺子駆動部１２ｅが架設する如く配設される。第１のボール螺子駆動部１２ｅは、矢印方向に伸縮駆動され、第１の案内ローラ１２ａと第１の案内ブレード１２ｃの相互をロール軸回りに回動付勢してロール軸回りを揺動式に安定化させる。
【００１２】
また、第１の連結部材１２ｄには、ロール軸と略直交するピッチ軸に対応してピッチ軸水平安定台１３が配設される。このピッチ軸水平安定台１３は、例えばローラを２個対向配置した第２の案内ローラ１３ａが４組、第２の取付部材１３ｂを介して所定の間隔に取付配置される。この２組の第２の案内ローラ１３ａ，１３ａ間には、円弧状の第２の案内ブレード１３ｃがそれぞれ摺動自在に挟持する如く係合される。そして、２組の第２の案内ブレード１３ｃ，１３ｃは、第２の結合部材１３ｄを介して連結される。この第２の案内ブレード１３ｃと第２の取付部材１３ｂの相互間には、第２のボール螺子駆動部１３ｅが架設する如く配設される。この第２のボール螺子駆動部１３ｅは、矢印方向に伸縮駆動され、第２の案内ローラ１３ａと第２の案内ブレード１３ｃの相互をピッチ軸回りに回動付勢してピッチ軸回りを揺動式に安定化させる。
【００１３】
上記第２の結合部材１３ｄ上には、ロール軸及びピッチ軸と略直交するヨー軸に対応してヨー軸水平安定台１４が、例えば螺子取付構造で分離自在に組付けられる。このヨー軸水平安定台１４には、ヨー軸駆動部１４ａ（図４参照）が内蔵され、第２の結合部材１３ｄをヨー軸回りに回動付勢されてヨー軸回りを安定化させる。
【００１４】
また、ヨー軸水平安定台１４上には、高低角（ＥＬ）駆動部１５が高低角方向に回動自在に積重されて配設され、この高低角駆動部１５上には、偏波角（ＰＯＬ）駆動部１６が偏波角方向に回動自在に積重されて配設される。そして、偏波角駆動部１６上には、アンテナ反射鏡１７（図１及び図２参照）が、例えば螺子取付構造により分離自在に組付けられる。アンテナ反射鏡１７には、給電部１８が例えば分離自在に組付けられる。
【００１５】
上記第１及び第２のボール螺子駆動部１２ｅ，１３ｅ、ヨー軸駆動部１４、高低角駆動部１５及び偏波角駆動部１６には、図４に示すように制御部１９が接続される。制御部１９には、操作部２０が接続され、その操作部２０の操作に応動して動作制御される。
【００１６】
また、制御部１９には、ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸回りの角度・角速度をそれぞれ検出するジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃの出力端が接続される。ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃは、移動体１１の振動及び姿勢に変位する略直交するロール軸、ピッチ軸及びヨー軸回りの各角度・角速度を検出して、角度・角速度情報を制御部１９に出力する。
【００１７】
さらに、制御部１９には、受信機２２、移動体１１に搭載されるＧＰＳセンサ２３及び方位センサ２４の出力端が接続される。受信機２２は、例えば衛星からの送信信号を受信して制御部１９に出力する。そして、ＧＰＳセンサ２３及び方位センサ２４は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ情報及び方位情報を取得して制御部１９に出力する。
【００１８】
上記構成において、先ず操作部２０が操作されると、制御部１９がオンされ、ジャイロセンサ２１ａ，２１ｂからロール軸及びピッチ軸回りの角度・角速度情報が制御部１９に入力される。ここで、制御部１９は、ロール軸回りの角度・角速度情報に基づいてロール軸回りの駆動信号を生成して第１のボール螺子駆動部１２ｅを駆動制御する。ここで、第１のボール螺子駆動部１２ｅは、第１の案内ブレード１２ｃを取付台１０の変位に対応して第１の案内ローラ１２ａ沿ってロール軸方向に回動付勢し、ロール軸回りを揺動式に安定化させる。
【００１９】
同時に、制御部１９は、ピッチ軸回りの角度・角速度情報に基づいてピッチ軸回りの駆動信号を生成して、第２のボール螺子駆動部１３ｅを駆動制御する。第２のボール螺子駆動部１３ｅは、第２の案内ブレード１３ｃを取付台１０の変位に対応して第２の案内ローラ１３ａに沿ってピッチ軸方向に回動付勢し、ピッチ軸回りを揺動式に安定化させ、ここに、取付台１０が、上記移動体１１の振動及び姿勢に連動して変位されて２軸回りが安定化される。
【００２０】
また、制御部１９には、ＧＰＳセンサ２３及び方位センサ２４からＧＰＳ情報及び方位情報が入力される。すると、制御部１９は、先ず、アンテナ反射鏡１７の高低角及び偏波角を原点に設定し、この原点に設定した状態からＧＰＳ情報及び方位情報に基づいて高低角駆動信号及び偏波角駆動信号を生成して高低角駆動部１５及び偏波角駆動部１６を駆動制御し、アンテナ反射鏡１７の高低角及び偏波角を設定する。
【００２１】
次に、制御部１９は、ヨー軸駆動部１４ａを動作制御して、ヨー軸水平安定台１４をヨー軸を原点に設定し、このヨー軸を原点に設定した状態から方位センサ２４からの方位情報及びジャイロセンサ２１ｃによるヨー軸回りの角度・角速度に基づいてヨー軸駆動信号を生成してヨー軸駆動部１４ａを駆動制御する。ヨー軸駆動部１４ａは、ヨー軸水平安定台１４を回転駆動してヨー軸回りを安定化させる。このヨー軸回りは、アンテナ反射鏡１７の方位角に対応される。
【００２２】
ここで、制御部１９は、受信機２２で受信した受信信号に基づいてジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃの各軸回りのドリフト補正を実行しながら、ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃの検出信号に基づいて第１及び第２のボール螺子駆動部１２ｅ，１３ｅ、ヨー軸駆動部１４ａを駆動制御してロール軸、ピッチ軸及びヨー軸回りを安定化させる。
【００２３】
同時に、制御部１９は、受信機２２からの受信信号に基づいて高低角情報及び偏波角情報を算出して、該高低角情報及び偏波角情報に基づいて高低角駆動信号及び偏波角駆動信号を生成し、高低角駆動部１５及び偏波角駆動部１６に出力する。高低角駆動部１５及び偏波角駆動部１６は、入力した高低角駆動信号及び偏波角駆動信号に基づいて駆動制御され、アンテナ反射鏡１７を衛星（指向）方向に指向制御する。
【００２４】
ここで、上記取付台１０は、例えば移動体１１に位置決め固定されて搭載されると、該移動体１１の振動及び姿勢と一体となって変位される。ここで、取付台１０は、上述したようにロール軸、ピッチ軸及びヨー軸回りが回動制御され、移動体１１の振動及び姿勢に対応されて安定化される。
【００２５】
なお、取付台１０は、移動体１１に対して位置決め固定することなく、該移動体１１に搭載するのに、固定することなく、単に載置するだけで取付け配置してもよい。この場合、取付台１０は、移動体１１の振動及び姿勢と一体に変位しないこともあるが、上述したようにロール軸、ピッチ軸及びヨー軸回りが回動制御されることにより、移動体１１の振動及び姿勢と独立して３軸回りの安定化が行われる。
【００２６】
このように、上記アンテナ装置は、取付台１０に対してロール軸水平安定台１２及びピッチ軸水平安定台１３を組付け配置して、ピッチ軸水平安定台１３上にヨー軸水平安定台１４を分離自在に組付け、このヨー軸水平安定台１４に高低角駆動部１５及び偏波角駆動部１６を積重して組付け配置して、この偏波角駆動部１６にアンテナ反射鏡１７を分離自在に組付け配置するように構成した。
【００２７】
これによれば、アンテナ反射鏡１７の３軸回りの安定化と指向制御が独立に行われることにより、移動体１１の振動及び姿勢に対する安定化を図った状態で、アンテナ反射鏡１７の指向制御が行われることにより、高精度なアンテナ指向制御が容易に実現される。また、アンテナ反射鏡１７の３軸回りの安定化と指向制御が独立に行われることにより、取付台１０を移動体１１に載置するだけでも、高精度な指向制御が可能となり、その移動体１１への容易な組付けが実現されることにより、簡便な取扱いが実現される。そして、これによれば、３軸回りの駆動軸をアンテナ反射鏡１７を含む被駆動物の略重心位置と略一致するように設定することが可能となることにより、移動体１１の振動及び姿勢の並進成分を効果的にキャンセルすることができ、高精度な水平安定を容易に実現することが可能となる。
【００２８】
また、これによれば、ロール軸水平安定台１２及びピッチ軸水平安定台１３で構成される水平安定化構造と、ヨー軸水平安定台１４、高低角駆動部１５及び偏波角駆動部１６で構成される指向制御構造、アンテナ反射鏡１７を分離可能に組付け配置することが可能となることにより、例えば移動体１１の移動時における運送上の保安基準を満足したうえで、使用時における所望のアンテナ性能を確保することができる。
【００２９】
なお、上記実施の形態では、移動体１１として移動車両に搭載するように構成した場合で説明したが、これに限ることなく、例えば船舶に搭載するように構成してもよい。
【００３０】
また、上記実施の形態では、給電部１８をアンテナ反射鏡１７に分離自在に組付け配置するように構成した場合で説明したが、これに限ることなく、例えば給電部１８をアンテナ反射鏡１７に対して折畳み展開自在に組付け配置するように構成しても持ち運びを含む輸送の点で略同様の効果が期待される。
【００３１】
さらに、上記実施の形態では、第１及び第２の案内ブレード１２ｃ，１３ｃを摺動案内する第１及び第２の案内ローラ１２ａ，１３ａを、２個のローラを用いて第１及び第２の案内ブレード１２ｃ，１３ｃを回動自在に挟装するように構成した場合で説明したが、これに限ることなく、第１及び第２の案内ブレード１２ｃ，１３ｃを摺動案内する案内ローラを、１個のローラを用いて構成することも可能である。
【００３２】
また、上記実施の形態では、センサとして、ジャイロセンサ２１ａ〜２１ｃ、ＧＰＳセンサ２３、方位センサ２４を用いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、その他のセンサを用いて構成することが可能である。
【００３３】
さらに、また、上記実施の形態では、ヨー軸水平安定台１４、アンテナ反射鏡１７を分離自在に組付け配置するのに螺子取付構造を用いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、各種の分離結合構造を用いて構成することが可能である。
【００３４】
そして、上記各安定台１２，１３，１４及びアンテナ反射鏡１７が分離可能であることにより、様々な運用形態、例えば移動体（車両、船舶）に交換式に搭載可能となり、運用上の多様化が図れる。
【００３５】
さらに、分離可能であることにより、短距離は、人手で輸送ができ、クレーン等を使わなくても組立・設置・分離が可能である。
よって、この発明は上記実施の形態に限ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、簡便にして、高精度なアンテナ指向制御を実現し得、且つ簡便な取扱を実現し得るようにしたアンテナ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るアンテナ装置を示した図。
【図２】図１を異なる方向から見た状態を示した図。
【図３】図１の構成を模式して示した図。
【図４】図１の回路構成を示した図。
【符号の説明】
１０…取付台。
１１…移動体。
１２…ロール軸水平安定台。
１２ａ…第１の案内ローラ。
１２ｂ…第１の取付部材。
１２ｃ…第１の案内ブレード。
１２ｄ…第１の結合部材。
１２ｅ…第１のボール螺子駆動部。
１３…ピッチ軸水平安定台。
１３ａ…第２の案内ローラ。
１３ｂ…第２の取付部材。
１３ｃ…第２の案内ブレード。
１３ｄ…第２の結合部材。
１３ｅ…第２のボール螺子駆動部。
１４…ヨー軸水平安定台。
１４ａ…ヨー軸駆動部。
１５…高低角駆動部。
１６…偏波角駆動部。
１７…アンテナ反射鏡。
１８…給電部。
１９…制御部。
２０…操作部。
２１ａ〜２１ｃ…ジャイロセンサ。
２２…受信機。
２３…ＧＰＳセンサ。
２４…方位センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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