(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信アンテナと、
前記受信アンテナによって受信した電波を処理して所望の信号を出力する信号処理手段と、
前記信号処理手段から出力される前記信号の強度レベルを取込む強度レベル取込み手段と、
電波が前記受信アンテナに到達していない状態において前記強度レベル取込み手段に入力される前記信号処理手段の出力信号の強度レベルを監視して前記強度レベル取込み手段の出力電圧が所定の基準電圧となるような補正電圧を前記強度レベル取込み手段に印加する補正電圧印加手段と、
電波が前記受信アンテナに到達している状態において前記強度レベル取込み手段の出力電圧を前記基準電圧と比較し、その差によって前記受信アンテナの受信方向を所望の方向に向けさせるアンテナ追尾制御手段と
を具備することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記補正電圧印加手段は、
前記強度レベル取込み手段に入力される前記信号処理手段からの出力信号の強度レベルを監視する強度レベル監視手段と、
前記受信アンテナの受信方向を変えて前記強度レベル監視手段によって監視された前記強度レベルの大きさから前記受信アンテナに電波が到達していない状態を判断する電波状態判断手段と、
前記強度レベル監視手段によって監視された前記強度レベル取込み手段の出力電圧を前記基準電圧と比較演算処理して前記強度レベル取込み手段へ補正印加電圧を印加する比較演算手段と
からなることを特徴とする請求項１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、移動体等に搭載され、放送波等を送信する人工衛星等を追尾するアンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車輌等の移動体に搭載して使用可能とする衛星放送波受信用のアンテナの需要が増加している。周知のように、衛星放送受信用アンテナは一般に様々な理由から指向性が強く、この指向性を放送（通信）衛星に向けなければ良好な受信ができない。
【０００３】
上述した移動体の移動中にあっては、その姿勢変動は避けらない。従って、移動体に搭載用の衛星放送波受信アンテナでは、その指向性で放送（通信）衛星を常時追尾する構成が不可欠である。
【０００４】
受信アンテナに人工衛星の方向を追尾させる構成としては種々のものが実用化されている。その１つとして、受信アンテナの仰角と方位角とを制御するものがある。
【０００５】
ところで、移動体の姿勢変動は３軸（ヨー軸、ピッチ軸、ロール軸）の回転に分けられるが、地上における車輌の走行に伴う姿勢変動の最も顕著なものは方位（ヨー）軸回転である。
【０００６】
また放送（通信）衛星は、その殆どが赤道上空の静止衛星に打ち上げられた静止衛星であるが、地上から見た静止衛星に対する受信アンテナの仰角は主に地上緯度によって異なる。
【０００７】
このような理由から、車輌に搭載用の衛星受信アンテナ装置では、縦（仰角）方向の指向性が比較的弱い（受信範囲が広い）アンテナを用い、特開平５−１５２８２４号公報に示すように、車輌の旋回に合わせて受信アンテナの方位角を調整する構成のものが多い。
【０００８】
図１７は、従来技術によるアンテナ装置の構成例を示すブロック図である。図１７において１０１は追尾アンテナユニットであり、平面アンテナ１０２とＬＮＢ（Ｌow Ｎoise Ｂlock converter：周波数コンバータ）１０３とＳＭ（Ｓtepping Ｍotor）１０４とを有している。
【０００９】
チューナモジュール１０５は、追尾アンテナユニット１０１が出力する高周波信号から所望のチャンネルの放送波を抽出し、音声信号処理回路１０７によって音声信号が、また映像信号処理回路１０６によって映像信号が取り出される。
【００１０】
映像信号処理回路１０６は、映像信号の他にＣ／Ｎ信号を出力する。このＣ／Ｎ信号とは、受信信号のＣarrier（搬送波）強度とＮoise（雑音）強度との比に応じたレベルの電圧信号である。即ち、Ｃ／Ｎ信号は受信電波の強度に応じた電圧の信号である。
【００１１】
一方１０９は、この構成が搭載された移動体（図示省略）の旋回方向の動きを検出する角速度センサであり、移動体の旋回半径と旋回速度に応じた電圧の角速度信号を出力する。
【００１２】
Ｃ／Ｎ信号と角速度信号とは、Ａ／Ｄ（Ａnalog/Ｄigital：アナログ・ディジタル）コンバータ１１１によってディジタルコード化され、ＣＰＵ(Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit：中央処理装置）１１２に供給される。
【００１３】
ＣＰＵ１１２は、Ｃ／Ｎ信号と角速度信号とに基づいて、追尾アンテナユニット１０１を構成する平面アンテナ１０２を回転駆動させる信号をモータドライバ１１３に出力する。
モータドライバ１１３は、この信号に基づいて追尾アンテナユニット１０１を構成するＳＭ１０４に駆動電流を供給する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、映像信号処理回路１０６が出力するＣ／Ｎ信号は、電波が全く受信できないときは０であることが望ましく、また角速度センサ１０９が出力する角速度信号は、移動体が静止しているときには０であることが望ましい。
【００１５】
しかしながら、映像信号処理回路１０６を構成する諸部品の特性のばらつきや、角速度センサ１０９の個々の特性のばらつきによって、Ｃ／Ｎ信号ならびに角速度信号は、初期状態では０にならないことが多い。
【００１６】
即ち、同一部品であっても出力電圧（特性）にはばらつきがあり、従って図１７に示したような構成のアンテナ装置では、人工衛星を正確に追尾できないという問題があった。
この発明は、このような背景の下になされたもので、正確に人工衛星を追尾することができるアンテナ装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明にあっては、受信アンテナと、前記受信アンテナによって受信した電波を処理して所望の信号を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段から出力される前記信号の強度レベルを補正する強度レベル補正手段と、電波が前記受信アンテナに到達していない状態において前記強度レベル補正手段に入力される前記信号処理手段の出力信号の強度レベルを監視して前記強度レベル補正手段の出力電圧が所定の基準電圧となるような補正電圧を前記強度レベル補正手段に印加する補正電圧印加手段と、電波が前記受信アンテナに到達している状態において前記強度レベル補正手段の出力電圧を前記基準電圧と比較し、その差によって前記受信アンテナの受信方向を所望の方向に向けさせるアンテナ追尾制御手段とを具備することを特徴とする。
これによって請求項１に記載の発明では、周囲の温度変化や素子の経年変化の影響を受けずに、受信アンテナを正確に所望の方向に向けることができる。
また、請求項２に記載の発明にあっては、請求項１記載のアンテナ装置における前記補正電圧印加手段が、前記強度レベル補正手段に入力される前記信号処理手段からの出力信号の強度レベルを監視する強度レベル監視手段と、前記受信アンテナの受信方向を変えて前記強度レベル監視手段によって監視された前記強度レベルの大きさから前記受信アンテナに電波が到達していない状態を判断する電波状態判断手段と、前記強度レベル監視手段によって監視された前記強度レベル補正手段の出力電圧を前記基準電圧と比較演算処理して前記強度レベル補正手段へ補正印加電圧を印加する比較演算手段とからなることを特徴とする。
これによって請求項２に記載の発明では、受信アンテナに電波が到来していない状態の信号の強度レベルの大きさが補正される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
Ａ．第１の実施の形態
以下に、本発明について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態かかるアンテナ装置の構成を示すブロック図である。なお本発明のアンテナ装置は移動体に搭載されるものであるが、この実施の形態では比較的安定した地上を走行する車両（一例として自動車）に搭載されたものを例に挙げて説明する。
図に１おいて１は追尾アンテナユニットであり、平面アンテナ２とＬＮＢ３とＳＭ４とを有している。
【００１９】
図２は、追尾アンテナユニット１の構成を示す外観図であり、図２（ａ）が上面図であり図２（ｂ）が側面図である。図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、平面アンテナ２は一例として複数のアンテナエレメント２ａ、２ａ・・・を有する円盤状に形成されており、図示しない軸を中心に方位各方向に回転可能に支持されている。
【００２０】
一方、ＳＭ４の軸にはプーリ４ａが取り付けられているとともに、プーリ４ａと平面アンテナ２の外周部とにはタイミングベルト４ｂが掛けられている。従って、平面アンテナ２はＳＭ４によって任意に回転駆動される。
【００２１】
複数のアンテナエレメント２ａ、２ａ・・・によって受信された電磁波は、ラジアル導波路２ｂを介してＬＮＢ３に集められ、ここで増幅及び周波数変換された後にチューナモジュール５（後述）に供給される。
【００２２】
図３は、追尾アンテナユニット１が取り付けられる自動車５０の構成ならびに追尾アンテナユニット１の指向特性を示す側面図である。
図３に示すように、追尾アンテナユニット１は自動車５０の天頂部５０ａ等に、静止時にほぼ水平となるように取り付けられる。このとき、平面アンテナ２の主ビームは特定の方位の斜め上方に指向する。
【００２３】
この平面アンテナ２は、上述したようにＳＭ４によって矢示のＢ方向つまり、方位各方向に任意に回転駆動される。従って、追尾アンテナユニット１の主ビームを、図３に示すＡやＡ'のように任意の方位の斜め上方に指向することができる。
【００２４】
なお本実施の形態では、後述する諸回路を有するアンテナ制御装置５１は、一例として自動車５０のトランク５０ｂ内等に格納される。このアンテナ制御装置としては、例えばＢＳ（Ｂroadcasting Ｓatellite：放送衛星）チューナ等が含まれる。
【００２５】
また、アンテナ制御装置５１に含まれるチューナよって選択受信した放送画像を見るための表示装置５２は、一例として自動車５０のダッシュボード５０ｃ等に取り付けられる。この表示装置としては、例えばＬＣＤ−ＴＶ（Ｌiquid Ｃrystal Ｄisplay−ＴeleＶision：液晶表示テレビ）受像器等が挙げられる。
【００２６】
上述したチューナモジュール５（図１参照）は、追尾アンテナユニット１が出力する高周波信号から所望のチャンネルの放送波を抽出する。
７は音声信号処理回路であり、チューナモジュール５が抽出した放送波から音声信号を取り出す。
【００２７】
また、６は映像信号処理回路であり、チューナモジュール５が抽出した放送波から映像信号を取り出すとともに、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1を出力する（これら映像信号処理回路６と音声信号処理回路７とは、信号処理手段６ａを形成している）。
【００２８】
図４は、映像信号処理回路６の詳細な構成を示すブロック図である。映像信号処理回路６に入力された放送波は、広帯域アンプ６１によって増幅された後、バッファ６２と１２ＭＨｚＢＰＦ（Ｂand Ｐass Ｆilter:帯域通過濾波器）６３とに入力される。
【００２９】
バッファ６２に入力された放送波は、ビデオアンプ６４によってさらに増幅された後、ノイズリダクション回路６５によってノイズが除去される。この後、クランプ回路６６によってレベルが調整され、映像信号として映像信号処理回路６から出力される。
【００３０】
一方１２ＭＨｚＢＰＦ６３に入力された放送波は、１２ＭＨｚ近傍の雑音成分のみが取り出され、Ｃ／Ｎ検出回路６７に入力される。ここでＣ／Ｎ検出回路６７は、受信した放送波のＣ／Ｎに応じた電圧のＣ／Ｎ信号ＶCN1を出力する。
【００３１】
３１（図１参照）は基準電圧源であり、この電圧は半固定抵抗器３２により分圧され、補正電圧ＶCNCとして加減算回路８に供給される。
図５は、加減算回路８の詳細な構成例を示す接続図である。図５に示す構成によれば、加減算回路８の［＋］端子に入力された電圧Ｖ1は、抵抗Ｒiを介してオペアンプ２０の非反転入力端子に供給される。
【００３２】
一方オペアンプ２０の反転入力端子には、加減算回路８の［−］端子に入力された電圧Ｖ3が、抵抗Ｒ1を介して供給される。また電圧Ｖ2も、抵抗Ｒ2を介してオペアンプ２０の反転入力端子に供給される。
【００３３】
ここで、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1を加減算回路８の［＋］端子に入力し、補正電圧ＶCNCを加減算回路８の［−］端子に入力すると、加減算回路８は、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1と補正電圧ＶCNCとを加算、または減算し更に増幅したＣ／Ｎ信号ＶCN2を出力する。
【００３４】
９（図１参照）は、この構成のアンテナ装置が搭載された車両の旋回方向の動きを検出する角速度センサであり、移動体の旋回半径と旋回速度に応じた電圧の角速度信号ＶG1を出力する。
【００３５】
また３３は基準電圧源であり、この電圧は半固定抵抗器３４により分圧され、補正電圧ＶGCとして加減算回路１０に供給される。この加減算回路１０については、上述の加減算回路８と同一であるので、詳細な説明は省略するが、角速度信号ＶG1と補正電圧ＶGCとを加算、または減算し、更に増幅した角速度信号ＶG2を出力する。
【００３６】
上述したＣ／Ｎ信号ＶCN2と角速度信号ＶG2とは、Ａ／Ｄコンバータ１１によってディジタルコード化され、ＣＰＵ１２に供給される。
ＣＰＵ１２は、Ｃ／Ｎ信号と角速度信号とに基づいて、追尾アンテナユニット１を構成する平面アンテナ２を回転駆動させる信号をモータドライバ１３に出力する。
【００３７】
モータドライバ１３は、この信号に基づいて追尾アンテナユニット１を構成するＳＭ４に駆動電流を供給する。
なお、これらＣＰＵ１２、モータドライバ１３およびＳＭ４は、アンテナ追尾制御手段１ａを形成している。
【００３８】
上述の構成において、加減算回路８が有するオペアンプ２０のオープンループゲインを無限大とすると、電圧Ｖ1、Ｖ2およびＶ3の間には、次のような関係式が成り立つ。
Ｖ2＝Ｖ1・（Ｒ1＋Ｒ2）／Ｒ1−Ｖ3・Ｒ2／Ｒ1                ・・・（１）
【００３９】
図６は、映像信号処理回路６の出力特性の一例と、補正結果を示す図であり、特性Ｃは映像信号処理回路６から出力されるＣ／Ｎ信号ＶCN1の特性を示し、特性Ｅは補正後のＣ／Ｎ信号ＶCN2の特性を示している。
【００４０】
この図６に示す特性Ｃによれば、映像信号処理回路６に入力される放送波のＣ／Ｎ比が０［ｄＢ］から２０［ｄＢ］まで変化したとき、映像信号処理回路６から出力されるＣ／Ｎ信号ＶCN1は、Ｃ／Ｎ比に対応しておよそ１.４［Ｖ］から３.９［Ｖ］まで変化（変化幅：２.５［Ｖ］）する。
【００４１】
以下に、図６に示すような出力特性Ｃを有する映像信号処理回路６が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN1を、加減算回路８によって補正する場合について説明する。なおここでは、Ａ／Ｄコンバータ１１の電圧入力範囲が０から５［Ｖ］であるものとして説明する。
【００４２】
ここでは、放送波のＣ／Ｎ比が０［ｄＢ］のときに加減算回路８が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN2が０となり、放送波のＣ／Ｎ比が２０［ｄＢ］のときにＣ／Ｎ信号ＶCN2が５［Ｖ］となるように調整すれば、Ａ／Ｄコンバータ１１のダイナミックレンジを有効に使うことができる。
【００４３】
ここで図６に示す特性から、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1の変化量は２.５［Ｖ］であるので、Ｒ2＝Ｒ1（図５参照）として加減算回路８の増幅度を２にすればよいことになる。
従って上述の式（１）に基づいて、次の関係式を導き出すことができる。
ＶCN2＝２・ＶCN1−ＶCNC                                   ・・・（２）
【００４４】
この式（２）より、放送波のＣ／Ｎ比が０［ｄＢ］の時（即ち、無信号時）にＣ／Ｎ信号ＶCN2を０とするための補正電圧ＶCNCは、次のように求められる。
ＶCNC＝２・ＶCN1                                          ・・・（３）
【００４５】
具体的には、放送波のＣ／Ｎ比が０［ｄＢ］の時にＶCN1が１.４［Ｖ］であるので、補正電圧ＶCNCは２.８［Ｖ］とすればよいことになる。即ち、加減算回路８においてＲ2＝Ｒ1とし、補正電圧ＶCNCを２.８［Ｖ］とすることで、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2の特性は図６に示す特性Ｅのように、Ｃ／Ｎ比が０［ｄＢ］から２０［ｄＢ］まで変化したときに、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2の電圧が０から５.０［Ｖ］まで変化するようになる。
【００４６】
以下に、この映像信号処理回路６へ電源を投入した直後（２〜５秒の間）に、無信号時のＣ／Ｎ信号を補正する場合について説明する。
なお本実施の形態では、図５に示すように、オペアンプ２０には＋５［Ｖ］の単一電源が供給されており、補正電圧ＶCNCは初期値（調整前の電圧）として２.５［Ｖ］に設定されているものとして説明する。また、周囲の温度変化はないものとする。
【００４７】
図５に示したような加減算回路において抵抗Ｒ1＝抵抗Ｒ2であるとすると、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2は上述の式（２）によって求めることができる。
上述したように、映像信号処理回路６に電源が供給されると、素子Ａ1、Ａ2およびＡ3から出力されるＣ／Ｎ信号ＶCN1は、各々時間とともに変化する。
【００４８】
そこでまず電源供給開始直後に、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2の値が０≦ＶCN2≦ＶT2となるように、半固定抵抗器３２によって補正電圧ＶCNCを調整する。なおこの電圧ＶT2は、雑音等による誤差分に対して余裕を持たせるためのオフセットであり、本実施の形態では一例として５０［ｍＶ］に設定する。
【００４９】
このように調整することで、本実施の形態の素子Ａ1およびＡ2については、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2の値が０≦ＶCN2≦ＶT2となる。
ところで素子素子Ａ3にあっては、例えば電源供給開始直後のＣ／Ｎ信号ＶCN1の値を概ね１.２［Ｖ］とすると、電源供給開始直後からＣ／Ｎ信号ＶCN2の値はＶCN2≦ＶT2となる。
【００５０】
この場合、上述の式（２）に基づいてＣ／Ｎ信号ＶCN2の値を計算すると、ＶCN2＝−０.１［Ｖ］となる。しかしながら、図５に示したようにオペアンプ２０には＋５［Ｖ］の単一電源が供給されているため、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2が負の値になることはなく、最低でも０である。
【００５１】
このように、素子素子Ａ3のような特性であれば、一見には何等調整は不要のようにも考えられる。しかしながら、これではＣ／Ｎ信号ＶCN1の値の僅かな変化がＣ／Ｎ信号ＶCN2の値に反映されなくなる。従って、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2の値が０≦ＶCN2≦ＶT2となるように、半固定抵抗器３２によって補正電圧ＶCNCを調整する必要がある。
【００５２】
さて図７は、平面アンテナ２に電波が到来していない場合の、周囲温度に対するＣ／Ｎ信号の変化の例を示す図であり、映像信号処理回路６が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN1の様子と、加減算回路８が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN2の様子とを示している。なおこの図にあっても、Ｂ1、Ｂ2およびＢ3は、各々同一型番の異なる素子（ＩＣ）の特性を示している。
【００５３】
またここでは、周囲温度２５[℃]の時に調整がなされているものとする。即ち、加減算回路８には補正電圧ＶCNCとしてＣ／Ｎ信号ＶCN1の値の２倍の電圧の信号が供給されている。
【００５４】
図７によれば、周囲温度が２５［℃］を超える場合のＣ／Ｎ信号ＶCN1の値は、周囲温度２５［℃］の時のＣ／Ｎ信号ＶCN1の値よりも小さい。このため、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2の値は０≦ＶCN2≦ＶT2に収束することになる。
【００５５】
ただし、上述した式（２）から明らかなように、周囲温度２５［℃］を超える場合のＣ／Ｎ信号ＶCN1の値が周囲温度２５［℃］の場合のＣ／Ｎ信号ＶCN1の値を超えない限り、有効なＣ／Ｎ信号ＶCN2が出力されない。即ち、周囲温度が２５［℃］を超えた場合にはＣ／Ｎ信号ＶCN1の値の僅かな変化がＣ／Ｎ信号ＶCN2の値に反映されないことになる。
【００５６】
次に、通常の自動車に搭載された角速度センサ９が出力する角速度信号ＶG1を、加減算回路１０によって補正する場合について説明する。なおここでは、Ａ／Ｄコンバータ１１の電圧入力範囲が０から５［Ｖ］であるものとし、さらに角速度センサの角度検出感度が１.１１［ｍＶ／ｄｅｇ／ｓｅｃ］、静止時に出力する角速度信号ＶG1が２.３［Ｖ］であるものとして説明する。
【００５７】
通常、自動車の旋回角速度は、最大でも±９０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］程度と考えてよい（通常、自動車に乗車した人間が耐えられる角加速度の限界が±６０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］程度である故）。
【００５８】
従って、角速度センサ９が出力し得る角速度信号ＶG1の電圧は、
２.３−（１.１１×９０）≦ＶG1≦２.３＋（１.１１×９０）［ｍＶ］、
即ち、
２.２≦ＶG1≦２.４［ｍＶ］
となる。
【００５９】
これより、角速度が−９０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］のときに加減算回路１０が出力する角速度信号ＶG2が０となり、角速度が０のときに角速度信号ＶG2が２.５［Ｖ］、そして角速度が９０［ｄｅｇ／ｓｅｃ］のときに角速度信号ＶG2が５［Ｖ］となるように調整すれば、Ａ／Ｄコンバータ１１のダイナミックレンジを有効に使うことができる。
【００６０】
そこで、上述した角速度センサの特性から、角速度信号ＶG1の変化量は０.２［Ｖ］であるので、Ｒ2＝２４・Ｒ1（図５参照）として加減算回路１０の増幅度を２５にすればよいことになる。
従って上述の式（１）に基づいて、次の関係式を導き出すことができる。
ＶG2＝２５・ＶG1−２４・ＶGC                              ・・・（４）
【００６１】
また式（４）より、角加速度が０の時（即ち、自動車が静止あるいは直進している時）に角速度信号ＶG2を２.５［Ｖ］とするための補正電圧ＶGCは、次のように求められる。
ＶGC＝（２５・ＶG1−２.５）／２４                         ・・・（５）
【００６２】
具体的には、角加速度が０の時の角速度信号ＶG1の電圧は２.３［Ｖ］であるので、補正電圧ＶGCは式（５）より、
ＶGC＝２.２９２［Ｖ］
と算出される。
【００６３】
図８は、静止状態の角速度センサ９が出力する電圧の温度変化の例を示す図であり、図８（ａ）は角速度センサ９が出力する角速度信号ＶG1の様子を示し、図８（ｂ）は加減算回路１０が出力する角速度信号ＶG2の様子を示している。なおこの図にあっても、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4およびＤ5は、各々同一型番の異なる素子の特性を示している。
【００６４】
このような角速度センサ９を用いた場合、補正電圧ＶGCは上述の式（５）に基づいて求めることができる。
本実施の形態では、まず角速度信号ＶG2の値がＶGT1≦ＶG2≦ＶGT2となるように、半固定抵抗器３４によって補正電圧ＶGCを調整する。なお、これらの電圧ＶGT1及びＶGT2は、雑音等による誤差分に対して余裕を持たせるためのオフセットである。
【００６５】
ここで、角速度信号ＶG2の値は上述の式（４）、式（５）に基づいて求めることができる。本実施の形態にあっては、素子Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4およびＤ5の各々から出力される角速度信号は、図８（ｂ）に示すように補正される。
【００６６】
ただし実際には、図５に示したようにオペアンプ２０には＋５［Ｖ］の単一電源が供給されているため、角速度信号ＶG2が負の値になったり、＋５［Ｖ］を超えることはない。
【００６７】
また、本実施の形態に用いられている角速度センサ９の感度は、上述したように１.１１［ｍＶ／ｄｅｇ／ｓｅｃ］と小さい。一方図８（ａ）に示すように、静止時の角速度信号ＶG1の値が周囲温度によって０.９［Ｖp-p］と大きく変化するような場合、特定の温度で静止時の角速度信号の値を補正しても意味はない。
【００６８】
Ｂ．第２の実施の形態
ところでＣ／Ｎ信号ＶCN1は、上述例で示した各図から解るように、例えば電波が受信されていない状態であっても、周囲温度の変化や映像信号処理回路等を構成する諸部品の経年変化等によって変動する。また、移動体が静止している状態であっても、角速度信号ＶG1が経年変化等によって変動する（これらを、ドリフトと呼ぶ）。
【００６９】
図９は、本発明の第２の実施の形態かかるアンテナ装置の構成を示すブロック図であり、Ｃ／Ｎ信号や角速度信号にドリフトが発生しても人工衛星を正確に追尾するための構成を示している。
【００７０】
なお、本実施例においても自動車等の車両に搭載されたものを例に挙げて説明するとともに、図９において図１に示す各部と対応する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７１】
図９において、１４はＤ／Ａ(Ｄigital／Ａnalog：ディジタル・アナログ）コンバータである。このＤ／Ａコンバータ１４とＣＰＵ１２とは補正電圧印加手段１４ａを形成し、ＣＰＵ１２が出力するディジタルコードをＤ／Ａコンバータ１４がアナログ化し、補正電圧ＶCNCと補正電圧ＶGCとを出力する。
【００７２】
この補正電圧ＶCNCは加減算回路８に供給され、補正電圧ＶGCは加減算回路１０に供給される。これら補正電圧ＶCNCならびに補正電圧ＶGCの算出方法は上述と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００７３】
本実施の形態にあっては加減算回路８とＡ／Ｄコンバータ１１、そしてＣＰＵ１２とによって強度レベル補正手段８ａが形成され、Ａ／Ｄコンバータ１１には、映像信号処理回路６が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN1と加減算回路８が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN2とが入力される。
【００７４】
また、加減算回路１０、Ａ／Ｄコンバータ１１、そしてＣＰＵ１２とによって角速度補正手段１０ａが形成され、Ａ／Ｄコンバータ１１には、角速度センサ９が出力する角速度信号角速度信号ＶG1と加減算回路１０が出力する角速度信号ＶG2も入力される。
【００７５】
図１０は、図９に示す構成における人工衛星追尾の処理手順を示すフローチャートである。また図１１は、本実施の形態におけるＣ／Ｎ信号ＶCN2の値の変化を示す図（タイミングチャート）である。
【００７６】
なおここに示す例では、処理開始時に平面アンテナ２が目的とする人工衛星の方向を指向しており、このときのＣ／Ｎ信号ＶCN1が３［Ｖ］であるものとして説明する。
【００７７】
さらに、映像処理回路６が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN1における経時変化の特性は、このアンテナ装置に電源の供給が開始されると同時に、ＣＰＵ１２はＤ／Ａコンバータ１４に対して補正電圧ＶCNCが２.５［Ｖ］となるようなデータを出力するものとする。
【００７８】
本実施の形態では、電源が投入されるとまず、予め設定された所定時間待機する（ステップＳａ１）。この待機時間は、電源が投入されてから回路各部が安定するまでに必要な時間であり、本実施の形態では図１１にも示すように約３［秒］である。この待機時間中のＣ／Ｎ信号ＶCN2は、上述の式（２）で計算される３.５［Ｖ］である。
【００７９】
次に、無信号時のＣ／Ｎ信号を補正する（ステップＳａ２）。図１２は、無信号時のＣ／Ｎ信号の補正手順を示すフローチャートである。以下に、この図に基づいて無信号時のＣ／Ｎ信号の補正手順について説明する。
【００８０】
なお、この図１２に示す処理手順は、図１０に示す処理手順中にサブルーチンとして組み込まれ、後述するように図１０における他のステップにおいても実施される。
【００８１】
無信号時のＣ／Ｎ信号の補正は、まずＣ／Ｎ信号ＶCN1を測定し（ステップＳｂ１）、これをＣ／Ｎ信号ＶCN1aとする。次に、平面アンテナ２（図１参照）を時計方向（ＣＷ）に３°回転させた（ステップＳｂ２）後、改めてＣ／Ｎ信号ＶCN1を測定し（ステップＳｂ３）、これをＣ／Ｎ信号ＶCN1bとする。
【００８２】
ここで、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1aとＣ／Ｎ信号ＶCN1bとの差が、予め設定される所定の基準値ＶT1以下か否かを確認する（ステップＳｂ４）。この基準値ＶT1は、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1aとＣ／Ｎ信号ＶCN1bとの間に差があるか否かを比較するための基準値であり、一例として以下のように決定する。
【００８３】
図１３は、一般的な衛星放送波受信用アンテナの水平面指向特性の例を示す図である。この図に示すように、一般に衛星放送受信用アンテナでは指向性の中心（０°）付近では利得が急峻に変化する。
一方、指向性の中心を外れると、アンテナの利得は極めて低く、また利得の変化も小さい。
【００８４】
従ってこの場合、上述の基準値ＶT1には、アンテナの指向性の中心外の利得の変化分に、ノイズ等の影響を考慮した値が設定される。
これによってステップＳｂ４においては、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1aとＣ／Ｎ信号ＶCN1bとの差が基準値ＶT1を越えている場合に、平面アンテナ２によって人工衛星からの放送波が受信されていると判断することができる。
【００８５】
一方、ステップＳｂ４においてＣ／Ｎ信号ＶCN1aとＣ／Ｎ信号ＶCN1bとの差が基準値ＶT1以下である場合には、平面アンテナ２によって人工衛星からの放送波が受信できないと判断する。
【００８６】
そこで、平面アンテナ２を反時計方向（ＣＣＷ）に６°回転させた（ステップＳｂ５）後、再度Ｃ／Ｎ信号ＶCN1を測定し（ステップＳｂ６）、これをＣ／Ｎ信号ＶCN1cとする。
【００８７】
ここでは、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1aとＣ／Ｎ信号ＶCN1cとの差が基準値ＶT1以下か否かを確認する（ステップＳｂ７）。
この場合、Ｃ／Ｎ信号ＶCN1aとＣ／Ｎ信号ＶCN1cとの差が基準値ＶT1以下である場合に、人工衛星からの放送波が受信できないと判断し、平面アンテナ２を時計方向（ＣＷ）に３°回転させた（ステップＳｂ８）後、再度Ｃ／Ｎ信号ＶCN1を測定し（ステップＳｂ９）、これをＣ／Ｎ信号ＶCN1dとする。
【００８８】
ところで、上述したステップＳｂ４においてＣ／Ｎ信号ＶCN1aとＣ／Ｎ信号ＶCN1bとの差が基準値ＶT1を越えている場合、ならびにステップＳｂ７においてＣ／Ｎ信号ＶCN1aとＣ／Ｎ信号ＶCN1cとの差が基準値ＶT1を越えている場合には、平面アンテナ２によって人工衛星からの放送波が受信されていると判断して、平面アンテナ２を任意の方向に４５°回転させ（ステップＳｂ１０）、放送波が受信できない状態にして、ステップＳｂ９の処理に移る。
【００８９】
上述のステップＳｂ９においてＣ／Ｎ信号ＶCN1dを測定した後、このＣ／Ｎ信号ＶCN1dの値に基づいて補正電圧ＶCNCを求める（ステップＳｂ１１）。
さらに、この求めた補正電圧ＶCNCのデータをＤ／Ａコンバータ１４に供給し（補正電圧ＶCNCを加減算回路８に供給し：ステップＳｂ１２)た後、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2を測定する（ステップＳｂ１３）。
【００９０】
この後、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2と予め設定される基準値ＶT2とを比較し(ステップＳｂ１４)、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2が基準値ＶT2を越えている場合にはステップＳｂ１１の処理に戻り、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2が基準値ＶT2以下であれば、この無信号時のＣ／Ｎ信号の補正処理を終了する。
【００９１】
即ち、ステップＳｂ１２からステップＳｂ１４の処理によって実際の補正を行うが、本実施の形態にあっては、これらの処理に要する時間は約０.７［秒］である（図１１参照）。
【００９２】
こうしたステップＳａ２の処理の後、追尾すべき人工衛星の初期捕捉を行う（ステップＳａ３）。ここでは、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2が最大になる点を探索するが、具体的な処理内容については上述したように公知技術であるので、詳細な説明は省略する。
【００９３】
この後、Ｃ／Ｎ信号の閾値ＶTHを設定する（ステップＳａ４）。この閾値ＶTHは、平面アンテナ２の指向性が人工衛星の方向にあるか否かを検出するための基準値であり、ステップＳａ２で求められたＣ／Ｎ信号ＶCN2の最大値の８０ないし９０パーセント程度の値が設定される。
【００９４】
図１４は、平面アンテナ２に電波が到来していない場合の、周囲温度に対するＣ／Ｎ信号の変化の例を示す図であり、映像信号処理回路６が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN1の様子と加減算回路８が出力するＣ／Ｎ信号ＶCN2の様子とを示している。なおこの図にあっても、Ｂ1、Ｂ2およびＢ3は、各々同一型番の異なる素子（ＩＣ）の特性を示している。
【００９５】
このように本実施の形態では、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2の補正は、周囲温度がどの様な場合であっても、その時に検出されるＣ／Ｎ信号ＶCN1に基づいて自動的に行われる。
このため、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2は周囲の温度とは関係なく、０≦ＶCN2≦ＶT2に補正される。
【００９６】
上述したＣ／Ｎ信号の補正の次に、静止時の角速度信号を補正する（ステップＳａ５）。図１５は、静止時の角速度信号の補正手順を示すフローチャートである。以下に、この図に基づいて静止時の角速度信号の補正手順について説明する。
【００９７】
なお、この図１５に示す処理手順は、図１０に示す処理手順中にサブルーチンとして組み込まれ、後述するように図１０における他のステップにおいても実施される。
【００９８】
静止時の角速度信号の補正は、まず角速度信号信号ＶG1を測定し（ステップＳｃ１）、この角速度信号ＶG1の値に基づいて補正電圧ＶGCを求める（ステップＳｃ２）。
さらに、この求めた補正電圧ＶGCをＤ／Ａコンバータ１４に供給し（ステップｃ３）た後、角速度信号ＶG2を測定する（ステップＳｃ４）。
【００９９】
この後、角速度信号ＶG2と予め設定される基準値ＶGT1ならびに基準値ＶGT2とを比較し（ステップＳｃ５）、角速度信号ＶG2が基準値ＶGT1以上且つ基準値ＶGT2以下であれば、この静止時の角速度信号の補正処理を終了し、角速度信号ＶG2が基準値ＶGT1からＶGT2までの範囲を逸脱している場合は、ステップＳｃ２の処理に戻る。
【０１００】
この基準値ＶGT1ならびに基準値ＶGT2は、静止時の角速度信号ＶG2が所定の範囲内の値であるか否かを比較するための基準値であり、一例として角速度信号ＶG2に含まれるノイズ成分の量を考慮した値が設定される。
【０１０１】
ステップＳａ５において静止時の角速度信号を補正した後、角速度信号ＶG2を測定する（ステップＳａ７）とともに、Ｃ／Ｎ信号ＶCN2を測定する（ステップＳａ８）。
【０１０２】
そしてまず、角速度信号ＶG2の絶対値が、予め設定される基準値ＶGR以上であるか否か比較することによって、車輌が急旋回しているか否かを判断する（ステップＳａ８）。
【０１０３】
上述のステップＳａ８において｜ＶG2｜≧ＶGRであった場合には、車輌が急旋回していると判断して、急旋回時の追尾処理を行う（ステップＳａ９）。なお、この急旋回時の追尾の具体的な処理内容についても公知技術であるので、詳細な説明は省略する。
このステップＳａ９の処理が終了後、ステップＳａ６の処理に戻る。
【０１０４】
一方、ステップＳａ８において｜ＶG2｜＜ＶGRであった場合には、次にＣ／Ｎ信号ＶCN2が、閾値ＶTH以上であるか否か比較することによって、平面アンテナ２を旋回させる必要があるか否かを判断する（ステップＳａ１０）。
【０１０５】
上述のステップＳａ１０においてＶCN2≧ＶTHであった場合には、平面アンテナ２を旋回させる必要はない（即ち、静止か直進状態である）と判断して、まず閾値ＶTHを再設定する（ステップＳａ１１）。
【０１０６】
この場合、車輌が静止か直進状態にあるので、静止時の角速度信号を補正した（ステップＳａ１２）後、ステップＳａ６の処理に戻る。
このステップＳａ１２における静止時の角速度信号の補正処理は、上述したステップＳａ５における静止時の角速度信号の補正処理と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【０１０７】
一方、上述ステップＳａ１０においてＶCN2＜ＶTHであった場合には、次にＣ／Ｎ信号ＶCN2が、予め設定される受信基準値ＶTL以上であるか否か比較することによって、人工衛星の追尾が可能か否かを判断する（ステップＳａ１３）。
【０１０８】
このステップＳａ１３においてＶCN2＜ＶTLであった場合には、例えば車輌がビル陰やトンネルに差し掛かった場合等、人工衛星が送信する電波が良好に受信できない状態である。
【０１０９】
即ちこの場合、継続して人工衛星の追尾（人工衛星からの放送波の受信）が不可能であると判断して、まず予め設定される所定の時間待機（ステップＳａ１４）する。
【０１１０】
所定時間の待機後、無信号時のＣ／Ｎ信号を補正（ステップＳａ１５）し、人工衛星の再捕捉処理を行って（ステップＳａ１６）、ステップＳａ６の処理に戻る。
【０１１１】
このステップＳａ１５における無信号時のＣ／Ｎ信号の補正処理、およびステップＳａ１６における人工衛星の捕捉処理については、各々上述したステップＳａ２における処理、あるいはステップＳａ３における処理と同一であるので、詳細な説明は省略する。
【０１１２】
一方、上述のステップＳａ１３においてＶCN2≧ＶTLであった場合には、車輌が緩旋回していると判断して、緩旋回時の追尾処理を行った（ステップＳａ１７）後、ステップＳａ６の処理に戻る。なお、この緩旋回時の追尾の具体的な処理内容にあっても公知技術であるので、詳細な説明は省略する。
【０１１３】
またこの緩旋回とは、車輌の移動経路が緩やかに湾曲している場合の他、車輌が直進してるにも拘わらず、地上緯度や傾斜等の変化の影響で人工衛星の方位が変化した場合も含む。
【０１１４】
図１６は、静止状態の角速度センサ９が出力する電圧の温度変化の例を示す図であり、図１６（ａ）は角速度センサ９が出力する角速度信号ＶG1の様子を示し、図１６（ｂ）は加減算回路１０が出力する角速度信号ＶG2の様子を示している。なおこの図にあっても、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4およびＤ5は、各々同一型番の異なる素子の特性を示している。
【０１１５】
このように本実施の形態では、角速度信号ＶG2の補正は、周囲温度がどの様な場合であっても、その時に検出される角速度信号ＶG1に基づいて自動的に行われる。
このため、角速度信号ＶG2は周囲の温度とは関係なく、ＶGT1≦ＶG2≦ＶGT2に補正される。
【０１１６】
このように本実施の形態によれば、受信アンテナに電波が到来している場合には、この受信アンテナの向きを変えて電波が到来しない状態を作り出し、Ｃ／Ｎ信号を補正する（具体的には０にする）。
また、車輌等の移動体が静止あるいは直進している状態に限定して、角速度信号を所定の電圧に補正する。
【０１１７】
なお上述の実施の形態では、本発明のアンテナ装置を地上を走行する車両に搭載した場合を例に挙げて説明したが、本発明のアンテナ装置が搭載される移動体は車輌には限定されず、船舶や航空機にも適用可能である。
【０１１８】
また、上述の各実施の形態においては、ＣＰＵ、Ａ／Ｄコンバータあるいはｄ／Ａコンバータ等が各々独立している構成を示したが、これらが１チップや１つのユニット内に形成されたコンピュータ等を用いてもよい。
【０１１９】
さらに、上述の実施の形態において示す補正電圧印加手段として、ＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation:パルス幅変調）出力機能を有するコンピュータ等を用い、このＰＷＭ出力を積分（直流、平滑化）した電圧を補正電圧として加減算回路に供給する構成にしても、上述の実施の形態と同様の動作を行うことができる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、信号処理手段は、受信アンテナによって受信した電波を処理して所望の信号を出力し、強度レベル補正手段は、信号処理手段から出力される信号の強度レベルを補正し、補正電圧印加手段は、電波が受信アンテナに到達していない状態において強度レベル補正手段に入力される信号処理手段の出力信号の強度レベルを監視して強度レベル補正手段の出力電圧が所定の基準電圧となるような補正電圧を強度レベル補正手段に印加し、アンテナ追尾制御手段は、電波が受信アンテナに到達している状態において強度レベル補正手段の出力電圧を基準電圧と比較し、その差によって受信アンテナの受信方向を所望の方向に向けることで、周囲の温度変化や素子の経年変化の影響を受けずに、受信アンテナを正確に所望の方向に向けることができる。この補正電圧印加手段は、強度レベル監視手段によって、強度レベル補正手段に入力される信号処理手段からの出力信号の強度レベルを監視し、電波状態判断手段が、受信アンテナの受信方向を変えて強度レベル監視手段によって監視された強度レベルの大きさから受信アンテナに電波が到達していない状態を判断し、比較演算手段が、強度レベル監視手段によって監視された強度レベル補正手段の出力電圧を基準電圧と比較演算処理して強度レベル補正手段へ補正印加電圧を印加することで、受信アンテナに電波が到来していない状態の信号の強度レベルの大きさが補正される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態かかるアンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態における追尾アンテナユニット１の構成を示す上面図ならびに側面図である。
【図３】同実施の形態における追尾アンテナユニット１が取り付けられる自動車５０の構成ならびに追尾アンテナユニット１の指向特性を示す側面図である。
【図４】同実施の形態における映像信号処理回路６の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】同実施の形態における加減算回路８の詳細な構成例を示す接続図である。
【図６】同実施の形態にける映像信号処理回路６の出力特性の一例と、補正結果を示す図である。
【図７】同実施の形態において、平面アンテナ２に電波が到来していない場合の、映像信号処理回路６の出力と加減算回路８の出力との周囲温度に対する変化の例を示す図である。
【図８】同実施の形態において、静止状態の角速度センサ９の出力電圧と加減算回路１０の出力電圧との温度変化の例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態かかるアンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施の形態における人工衛星追尾の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】同実施の形態におけるＣ/Ｎ信号ＶCN2の値の変化を示す図である。
【図１２】同実施の形態における無信号時のＣ／Ｎ信号の補正手順を示すフローチャートである。
【図１３】一般的な衛星放送波受信用アンテナの水平面指向特性の例を示す図である。
【図１４】同実施の形態において、平面アンテナ２に電波が到来していない場合の、映像信号処理回路６の出力と加減算回路８の出力との周囲温度に対する変化の例を示す図である。
【図１５】同実施の形態において、静止時の角速度信号の補正手順を示すフローチャートである。
【図１６】静止状態の角速度センサ９が出力する電圧と加減算回路１０が出力する電圧との温度変化の例を示す図である。
【図１７】従来技術によるアンテナ装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
２  平面アンテナ
４  ＳＭ（ステッピングモータ）
６  映像信号処理回路
７  音声信号処理回路
８  加減算回路
９  角速度センサ
１０  加減算回路
１１  Ａ／Ｄコンバータ（アナログ・ディジタルコンバータ）
１２  ＣＰＵ（中央処理装置）
１３  モータドライバ
１４  Ｄ／Ａコンバータ（ディジタル・アナログコンバータ）
【図１】
0003540116.tif 000002
【図２】
0003540116.tif 000003
【図３】
0003540116.tif 000004
【図４】
0003540116.tif 000005
【図５】
0003540116.tif 000006
【図６】
0003540116.tif 000007
【図７】
0003540116.tif 000008
【図８】
0003540116.tif 000009
【図９】
0003540116.tif 000010
【図１０】
0003540116.tif 000011
【図１１】
0003540116.tif 000012
【図１２】
0003540116.tif 000013
【図１３】
0003540116.tif 000014
【図１４】
0003540116.tif 000015
【図１５】
0003540116.tif 000016
【図１６】
0003540116.tif 000017
【図１７】
0003540116.tif 000018