(57)【要約】【課題】  複数の衛星が近接している場合であっても、補足対象の衛星を容易かつ迅速に補足できるようにする。【解決手段】  ビーコン受信機５は、周波数変換器４からのＩＦ信号にもとづいて、受信信号の周波数偏差を求める。アンテナ制御装置６の記憶装置は、予め各衛星の位置情報と周波数偏差とを含むテーブルである衛星情報１２を記憶する。アンテナ制御装置６は、ビーコン受信機５が求めた周波数偏差と衛星情報１２の周波数偏差とが一致するか否かを判断する。周波数偏差が一致すると判断すると、アンテナ制御装置６は、ステップトラック方式を用いてアンテナ１を駆動させ、受信レベルが最大となる方向にアンテナ１を指向させる。周波数偏差が一致しないと判断すると、アンテナ制御装置６は、衛星情報１２の位置情報にもとづいて、補足対象の衛星の方向を再計算する。【選択図】  図１
2006013700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星通信用アンテナを制御するアンテナ制御装置であって、
アンテナが受信した受信信号にもとづいて、前記受信信号の周波数と基準周波数との差である周波数偏差を求める周波数偏差算出手段と、
前記周波数偏差算出手段が求めた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当するか否かを判断する周波数判断手段と、
前記周波数判断手段が前記周波数偏差算出手段が求めた周波数偏差が前記所定の周波数偏差に相当する場合に、補足対象の通信衛星を補足したと判断する衛星判断手段とを備えた
ことを特徴とするアンテナ制御装置。
【請求項２】
周波数判断手段が周波数偏差算出手段が求めた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当しないと判断した場合に、補足対象の通信衛星の位置情報と、前記補足対象の通信衛星から所定距離以内に位置する通信衛星である近接衛星の位置情報とを抽出する位置情報抽出手段と、
前記位置情報抽出手段が抽出した前記補足対象の通信衛星の位置情報と前記近接衛星の位置情報とにもとづいて、アンテナから見た補足対象の通信衛星の方向を求める衛星方向算出手段と、
前記衛星方向算出手段が求めた方向に前記アンテナを駆動させるアンテナ駆動手段とを備えた
請求項１記載のアンテナ制御装置。
【請求項３】
通信衛星の位置情報と前記通信衛星からの受信信号の周波数偏差とを対応付けて記憶する衛星情報記憶手段を備え、
周波数判断手段は、周波数偏差算出手段が求めた周波数偏差が前記衛星情報記憶手段が記憶する周波数偏差に相当するか否かを判断し、
位置情報抽出手段は、前記衛星情報記憶手段から補足対象の通信衛星の位置情報と近接衛星の位置情報とを抽出する
請求項２記載のアンテナ制御装置。
【請求項４】
位置情報抽出手段は、衛星情報記憶手段が記憶する各通信衛星の受信信号の周波数偏差と位置情報とにもとづいて、補足対象の通信衛星に対応する近接衛星を特定し、前記特定した近接衛星の位置情報を抽出する請求項３記載のアンテナ制御装置。
【請求項５】
衛星方向算出手段は、補足対象の通信衛星の位置情報と近接衛星の位置情報とにもとづいて、アンテナから見た前記補足対象の通信衛星の方向と前記近接衛星の方向との角度差を求め、前記アンテナの現在の角度に前記求めた角度差を加算することによって、前記補足対象の通信衛星の方向を求める請求項２から請求項４のうちのいずれか１項に記載のアンテナ制御装置。
【請求項６】
アンテナを搭載する車両の方位及び位置情報を求めるＧＰＳコンパスを備え、
衛星方向算出手段は、前記ＧＰＳコンパスが求めた車両の方位及び位置情報にもとづいて補正した補足対象の通信衛星の方向を求める請求項２から請求項５のうちのいずれか１項に記載のアンテナ制御装置。
【請求項７】
衛星通信用アンテナを制御するアンテナ制御方法であって、
アンテナが受信した受信信号にもとづいて、前記受信信号の周波数と基準周波数との差である周波数偏差を求めるステップと、
求められた周波数偏差が前記所定の周波数偏差に相当するか否かを判断するステップと、
前記求めた周波数偏差が前記予め定められた所定の周波数偏差に相当する場合に、補足対象の通信衛星を補足したと判断するステップとを含む
ことを特徴とするアンテナ制御方法。
【請求項８】
求められた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当しないと判断した場合に、補足対象の通信衛星の位置情報と、前記補足対象の通信衛星から所定距離以内に位置する通信衛星である近接衛星の位置情報とを抽出するステップと、
前記抽出した前記補足対象の通信衛星の位置情報と前記近接衛星の位置情報とにもとづいて、アンテナから見た補足対象の通信衛星の方向を求めるステップと、
前記求めた方向に前記アンテナを駆動させるステップとを含む
請求項７記載のアンテナ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される衛星通信用アンテナを制御するアンテナ制御装置及びアンテナ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信用アンテナを制御するシステムとして、例えば、特許文献１には、車載局アンテナを対象衛星に指向させることができる衛星補足システムが記載されている。特許文献１に記載された衛星補足システムでは、アンテナ制御装置は、車載局及び補足対象衛星の位置情報にもとづいて、対象衛星の方位角及び仰角を算出する。そして、アンテナ駆動装置は、アンテナ制御装置が算出した方位角及び仰角の方向にアンテナを駆動させる。
【０００３】
また、例えば、特許文献２には、同一周波数帯に複数の衛星が存在する場合に所望の衛星の補足を行える移動体用衛星追尾装置が記載されている。特許文献２に記載された移動体用衛星追尾装置は、同一周波数帯で複数の衛星から信号を受信した場合、サーチした複数衛星の相対位置関係を検出する。また、移動体用衛星追尾装置は、予め各衛星間の相対位置関係を記憶している。そして、移動体用衛星追尾装置は、検出した相対位置関係と予め記憶する相対位置関係とを比較し各衛星の個体識別を行って、目標の衛星を特定し補足する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０９４１５号公報（段落００１９−００２５、図１−２）
【特許文献２】特開平１１−２６６１０９号公報（段落００３１−００３４、図２、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、地球局の衛星通信用アンテナを用いて衛星を補足する場合、補足対象の衛星及び地球局の位置情報（緯度や経度）を用いて補足対象の衛星方向の方位角や仰角を求め、求めた方位角及び仰角の方向にアンテナを駆動することによって衛星を補足する。しかし、車両など移動局のアンテナを用いて衛星を補足する場合、求めた方位角及び仰角を車両の方位や傾斜角の分だけ補正しなければ、アンテナを正確に衛星方向に向けることはできない。一般に、方位検出器や傾斜計は数度程度の誤差があるので、移動局のアンテナを正確に衛星方向に向けることは難しい。
【０００６】
例えば、図５は、車両に搭載される衛星通信用アンテナを制御するアンテナ制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、アンテナ制御システムは、アンテナ９０１、給電部９０２、ＬＮＡ（低雑音増幅器）９０３、周波数変換器９０４、ビーコン受信機９０５、アンテナ制御装置９０６、モータ９０７，９０８、方位検出器９０９、傾斜計９１０及びＧＰＳ受信装置９１１を含む。
【０００７】
アンテナ９０１は、通信衛星から受信したＲＦ信号を給電部９０２に出力する。例えば、アンテナ９０１は、衛星から受信した１２GHz 帯の無線信号を給電部９０２に出力する。給電部９０２は、アンテナ９０１が受信した信号を効率よく低雑音増幅器９０３に出力する。低雑音増幅器９０３は、受信信号を増幅し周波数変換器９０４に出力する。周波数変換器９０４は、ＲＦ信号である受信信号をＩＦ信号に変換し、ビーコン受信機９０５に出力する。例えば、周波数変換器９０４は、１２GHz 帯の受信信号を７０MHz 帯の中間周波数の信号に変換する。ビーコン受信機９０５は、受信信号の受信レベルを検出し、検出した受信レベルをアンテナ制御装置９０６に出力する。
【０００８】
アンテナ制御装置９０６は、ビーコン受信機９０５からの検出信号にもとづいて、受信信号のレベルが大きくなる方向にアンテナ９０１を駆動させる。例えば、アンテナ制御装置９０６は、一般にステップトラック方式と呼ばれる衛星追尾技術を用いて、受信レベルが最大となる方向にアンテナ９０１を駆動させる。この場合、アンテナ制御装置９０６は、アンテナ９０１を駆動させるための制御信号をモータ９０７，９０８に出力する。そして、モータ９０７，９０８は、アンテナ制御装置９０６からの制御信号に従って、アンテナ９０１を駆動させる。
【０００９】
方位検出器９０９は、アンテナ９０１の絶対方位を求めるためにアンテナ９０１を搭載する車両の方位を検出し、検出した車両方位をアンテナ制御装置９０６に出力する。また、傾斜計９１０は、車両の傾斜角を検出し、検出した傾斜角をアンテナ制御装置９０６に出力する。また、ＧＰＳ受信装置９１１は、ＧＰＳ信号を受信して車両の位置（例えば、緯度及び経度）を検出し、検出した車両位置をアンテナ制御装置９０６に出力する。
【００１０】
また、アンテナ制御装置９０６は、メモリなど記憶装置に予め衛星情報（経度など衛星の位置情報）９１２を記憶している。アンテナ制御装置９０６は、例えば、ＧＰＳ受信装置９１１からの車両位置及び衛星情報９１２にもとづいて駆動角度を求め、アンテナ９０１を駆動させて衛星を補足する。この場合、アンテナ制御装置９０６は、方位検出器９０９からの車両方位及び傾斜計９１０からの傾斜角を用いて補正した駆動角度にもとづいて、アンテナ９０１を駆動させる。しかし、一般に、方位検出器９０９や傾斜計９１０は数度程度の誤差があるので、アンテナ９０１を正確に衛星方向に向けることは難しい。
【００１１】
車両の正確な方位や傾斜角を求めるために高精度のセンサを用いることが考えられるが、高精度のセンサを用いるとアンテナ制御システムのコストが大きくなる。また、方位角及び仰角を正確に求められなくても、求めた方位角や仰角の近傍でアンテナビームをサーチさせることによって、補足対象の衛星の信号を補足する方法も考えられる。しかし、一般に、通信衛星は赤道上空に経度を４度間隔で近接して配置されており、アンテナビームをサーチさせる方法では、近接する衛星を区別できず誤った衛星を補足することがある。
【００１２】
また、特許文献１に記載されたアンテナ制御装置を用いる場合、衛星が近接していると、近接する２以上の衛星を一度それぞれ補足し受信信号を確認しなければ、いずれの衛星が補足対象の衛星であるかを判断することが難しい。そのため、補足対象の衛星を補足するのに手間がかかる。また、特許文献２に記載された移動体用衛星追尾装置を用いれば、同一周波数帯の複数衛星の中から補足対象の衛星を特定して、特定した衛星を補足することができる。しかし、複数の衛星の位置が近接している場合、補足対象の衛星を容易かつ迅速に補足できるとは限らない。
【００１３】
そこで、本発明は、複数の衛星が近接している場合であっても、補足対象の衛星を容易かつ迅速に補足できるアンテナ制御装置及びアンテナ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によるアンテナ制御装置は、衛星通信用アンテナを制御するアンテナ制御装置（アンテナ制御システム）であって、アンテナが受信した受信信号にもとづいて、受信信号の周波数と基準周波数との差である周波数偏差を求める周波数偏差算出手段（ビーコン受信機５によって実現される）と、周波数偏差算出手段が求めた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当するか否かを判断する周波数判断手段（アンテナ制御装置６のＣＰＵ１６によって実現される）と、周波数判断手段が周波数偏差算出手段が求めた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当する場合に、補足対象の通信衛星を補足したと判断する衛星判断手段（ＣＰＵ１６によって実現される）とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、アンテナ制御装置は、周波数判断手段が周波数偏差算出手段が求めた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当しないと判断した場合に、補足対象の通信衛星の位置情報と、補足対象の通信衛星から所定距離以内に位置する通信衛星である近接衛星の位置情報とを抽出する位置情報抽出手段（ＣＰＵ１６によって実現される）と、位置情報抽出手段が抽出した補足対象の通信衛星の位置情報と近接衛星の位置情報とにもとづいて、アンテナから見た補足対象の通信衛星の方向を求める衛星方向算出手段（ＣＰＵ１６によって実現される）と、衛星方向算出手段が求めた方向にアンテナを駆動させるアンテナ駆動手段（ＣＰＵ１６によって実現される）とを備えたものであってもよい。そのような構成によれば、最初に衛星補足を行った際に補足対象の衛星に近接する誤った通信衛星を補足してしまった場合に、誤って補足した通信衛星の衛星角度から換算して補足対象の通信衛星の衛星角度を再計算できる。従って、補足対象の衛星の衛星方向を容易に再計算できるので、補足対象の衛星を迅速に補足することができる。
【００１６】
また、アンテナ制御装置は、通信衛星の位置情報と通信衛星からの受信信号の周波数偏差とを対応付けて記憶する衛星情報記憶手段（衛星情報１２を記憶するアンテナ制御装置６の記憶装置によって実現される）を備え、周波数判断手段は、周波数偏差算出手段が求めた周波数偏差が衛星情報記憶手段が記憶する周波数偏差に相当するか否かを判断し、位置情報抽出手段は、衛星情報記憶手段から補足対象の通信衛星の位置情報と近接衛星の位置情報とを抽出するものであってもよい。
【００１７】
また、位置情報抽出手段は、衛星情報記憶手段が記憶する各通信衛星の受信信号の周波数偏差と位置情報とにもとづいて、補足対象の通信衛星に対応する近接衛星を特定し、特定した近接衛星の位置情報を抽出するものであってもよい。
【００１８】
また、衛星方向算出手段は、補足対象の通信衛星の位置情報と近接衛星の位置情報とにもとづいて、アンテナから見た補足対象の通信衛星の方向と近接衛星の方向との角度差を求め、アンテナの現在の角度に求めた角度差を加算することによって、補足対象の通信衛星の方向を求めるものであってもよい。
【００１９】
また、アンテナ制御装置は、アンテナを搭載する車両の方位及び位置情報を求めるＧＰＳコンパスを備え、衛星方向算出手段は、ＧＰＳコンパスが求めた車両の方位及び位置情報にもとづいて補正した補足対象の通信衛星の方向を求めるものであってもよい。そのような構成によれば、１つの装置を用いて車両の方位及び位置情報を取得できるので、方位検出器やＧＰＳ受信装置を用いる場合と比較して、アンテナ制御システムの構成を簡単化することができる。
【００２０】
本発明によるアンテナ制御方法は、衛星通信用アンテナを制御するアンテナ制御方法であって、アンテナが受信した受信信号にもとづいて、受信信号の周波数と基準周波数との差である周波数偏差を求めるステップと、求めた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当するか否かを判断するステップと、求めた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当する場合に、補足対象の通信衛星を補足したと判断するステップとを含むことを特徴とする。
【００２１】
また、アンテナ制御方法は、求めた周波数偏差が予め定められた所定の周波数偏差に相当しないと判断した場合に、補足対象の通信衛星の位置情報と、補足対象の通信衛星から所定距離以内に位置する通信衛星である近接衛星の位置情報とを抽出するステップと、抽出した補足対象の通信衛星の位置情報と近接衛星の位置情報とにもとづいて、アンテナから見た補足対象の通信衛星の方向を求めるステップと、求めた方向にアンテナを駆動させるステップとを含むものであってもよい。そのような構成によれば、最初に衛星補足を行った際に補足対象の衛星に近接する誤った通信衛星を補足してしまった場合に、誤って補足した通信衛星の衛星角度から換算して補足対象の通信衛星の衛星角度を再計算できる。従って、補足対象の衛星の衛星方向を容易に再計算できるので、補足対象の衛星を迅速に補足することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、受信機が求めた周波数偏差と予め記憶する周波数偏差とを比較する。そのため、周波数偏差が一致するか否かを判断することによって、複数の衛星が近接している場合であっても、補足対象の衛星を補足したか否かを容易に識別することができる。従って、複数の衛星が近接している場合であっても、補足対象の衛星を容易かつ迅速に補足することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
実施の形態１．
以下、本発明の第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明によるアンテナ制御装置を適用したアンテナ制御システムの構成の一例を示すブロック図である。図１に示すアンテナ制御システムは、移動する車両に搭載された衛星通信用アンテナを制御して、通信衛星を補足するために用いられる。なお、本実施の形態では、通信衛星のことを単に衛星とも表現する。
【００２４】
図１に示すように、アンテナ制御システムは、アンテナ１、給電部２、ＬＮＡ（低雑音増幅器）３、周波数変換器４、ビーコン受信機５、アンテナ制御装置６、モータ７，８、方位検出器９、傾斜計１０及びＧＰＳ受信装置１１を含む。
【００２５】
アンテナ１は、直径１．２ｍクラスの開口面アンテナである。アンテナ１は、衛星から受信したＲＦ信号を給電部２に出力する機能を備える。例えば、アンテナ１は、衛星から受信した１２GHz 帯の無線信号を給電部２に出力する。なお、本実施の形態では、アンテナ１は、一般にビーコン信号と呼ばれる信号やテレメトリ信号と呼ばれる信号を衛星から受信して給電部２に出力する。給電部２は、アンテナ１が受信した信号を効率よく低雑音増幅器３に出力する機能を備える。
【００２６】
低雑音増幅器３は、給電部２からの受信信号を増幅し周波数変換器４に出力する機能を備える。周波数変換器４は、ＲＦ信号である受信信号をＩＦ信号に変換し、ビーコン受信機５に出力する機能を備える。例えば、周波数変換器４は、１２GHz 帯の受信信号を７０MHz帯の中間周波数の信号に変換し、ビーコン受信機５に出力する。
【００２７】
ビーコン受信機５は、周波数変換器４からのＩＦ信号にもとづいて、受信信号の受信レベルを検出する機能を備える。また、ビーコン受信機５は、周波数変換器４からのＩＦ信号にもとづいて、受信信号に位相同期（ロック）したときの受信信号の周波数偏差を求める機能を備える。また、ビーコン受信機５は、検出した受信レベル及び求めた周波数偏差をアンテナ制御装置６に出力する機能を備える。
【００２８】
モータ７，８は、アンテナ制御装置６からの制御信号に従って、アンテナ１を駆動させる機能を備える。方位検出器９は、具体的には、磁気方位センサやジャイロセンサである。方位検出器９は、アンテナ１の絶対方位を求めるためにアンテナ１を搭載する車両の方位を検出し、検出した車両方位をアンテナ制御装置６に出力する機能を備える。例えば、方位検出器９は、アンテナ１を搭載する車両の進行方向の方位角を検出し、検出した方位角をアンテナ制御装置６に出力する。傾斜計１０は、アンテナ１を搭載する車両の傾斜角を検出し、検出した傾斜角をアンテナ制御装置６に出力する機能を備える。ＧＰＳ受信装置１１は、ＧＰＳ信号を受信して車両の位置（緯度及び経度）を検出し、検出した車両位置をアンテナ制御装置６に出力する機能を備える。
【００２９】
アンテナ制御装置６は、プログラムに従って動作するＣＰＵ１６を含む。また、アンテナ制御装置６は、予めメモリなど記憶装置（図示せず）に衛星情報１２を記憶している。本実施の形態では、アンテナ制御装置６の記憶装置は、衛星情報１２として、各通信衛星の位置情報（例えば、経度）及び受信信号の周波数偏差を含むテーブルを予め記憶している。
【００３０】
また、アンテナ制御装置６は、方位検出器９が検出した方位、傾斜計１０が検出した傾斜角、ＧＰＳ受信装置１１が検出した車両位置、及び衛星情報１２の衛星位置情報にもとづいて、補足対象の衛星のルックアングル（衛星方向の方位角及び仰角）を求める機能を備える。また、アンテナ制御装置６は、求めたルックアングルの方向にアンテナ１を駆動させる機能を備える。この場合、アンテナ制御装置６は、アンテナ１を駆動させる為の制御信号をモータ７，８に出力し、モータ７，８にアンテナ１を駆動させる。
【００３１】
アンテナ制御装置６は、ビーコン受信機５からの周波数偏差を衛星情報１２の周波数偏差と比較することによって、現在アンテナ１が信号を受信している衛星が、所望の通信回線を確立すべき補足対象の衛星であるか否かを判断する機能を備える。
【００３２】
また、アンテナ制御装置６は、補足対象の衛星であると判断した場合、ビーコン受信機５からの受信レベルの検出信号にもとづいて、受信信号のレベルが大きくなる方向にアンテナ１を駆動させる機能を備える。例えば、アンテナ制御装置６は、一般にステップトラック方式と呼ばれる衛星追尾技術を用いて、受信レベルが最大となる方向にアンテナ１を駆動させる。
【００３３】
また、アンテナ制御装置６は、補足対象の衛星ではないと判断した場合、現在のアンテナ角度と衛星情報１２の衛星位置情報とにもとづいて、補足対象の衛星方向のルックアングルを再計算する機能を備える。また、アンテナ制御装置６は、再計算したルックアングルの方向にアンテナ１を駆動させる機能を備える。
【００３４】
図２は、アンテナ制御装置６の記憶装置が記憶する衛星情報１２の例を示す説明図である。本実施の形態では、図２に示すように、アンテナ制御装置６の記憶装置は、衛星情報１２として、衛星番号と、衛星位置を示す衛星経度と、周波数偏差とを対応付けたテーブルを記憶する。本実施の形態では、図２に示すように、アンテナ制御装置６の記憶装置が４つの通信衛星の情報を含む衛星情報１２を予め記憶する場合を説明する。
【００３５】
衛星番号は、各通信衛星を識別するための番号である。本実施の形態では、アンテナ制御装置６の記憶装置は、衛星番号「１」〜「４」を記憶する。衛星経度は、各通信衛星が位置する経度である。本実施の形態では、アンテナ制御装置６の記憶装置は、衛星経度「東経１２４度」、「東経１２８度」、「東経１５０度」及び「東経１５４度」を記憶する。図２に示す例では、例えば、衛星番号「１」の通信衛星は、東経１２４度の赤道上空に位置していることを示している。
【００３６】
周波数偏差は、各通信衛星からの受信信号の周波数偏差である。例えば、周波数偏差は、各通信衛星からの受信信号の周波数と、予め定められた所定の基準周波数との差である。例えば、アンテナ制御装置６の記憶装置は、各衛星からの受信信号の周波数と、一般に衛星からの受信信号の周波数として公称されている公称周波数との差を、周波数偏差として予め記憶する。図２に示す例では、例えば、衛星番号「１」の通信衛星からの受信信号の周波数と所定の公称周波数との差が「５kHz 」であることを示している。また、例えば、衛星番号「２」の通信衛星からの受信信号の周波数と所定の公称周波数との差が「０」であることを示している。
【００３７】
通信衛星を補足する場合、アンテナ制御システムは、通信衛星から一般にビーコン信号やテレメトリ信号と呼ばれる受信信号を受信して補足対象の衛星を補足する。残留キャリアに位相同期（ロック）させてビーコン信号やテレメトリ信号を受信する場合、システムの周波数精度の影響によって、衛星または周波数ごとに数kHz 程度の周波数の違い（偏差）が発生する。本実施の形態では、図２に示すように、アンテナ制御装置６の記憶装置は、衛星ごとのビーコン信号やテレメトリ信号の周波数偏差を含む衛星情報１２を予め記憶する。
【００３８】
次に、動作について説明する。図３は、アンテナ制御システムが補足対象の衛星を補足する処理の一例を示す流れ図である。アンテナ制御システムを搭載した車両が目的の移動先に到着すると（ステップＳ１０１）、ＧＰＳ受信装置１１は、ＧＰＳ信号を受信して車両の位置（緯度及び経度）を検出し、検出した車両位置をアンテナ制御装置６に出力する（ステップＳ１０２）。アンテナ制御装置６は、ＧＰＳ受信装置１１から車両位置を示す緯度及び経度を入力する。例えば、アンテナ制御装置６は、車両位置として、ＧＰＳ受信装置１１から「東経１４０．３度、北緯３６．７度」と入力する。
【００３９】
また、方位検出器９は、車両の方位を検出し、検出した車両方位（例えば、方位角）をアンテナ制御装置６に出力する。また、傾斜計１０は、車両の傾斜角を検出し、検出した傾斜角をアンテナ制御装置６に出力する（ステップＳ１０３）。アンテナ制御装置６は、方位検出器９から車両方位を入力し、傾斜計１０から車両の傾斜角を入力する。
【００４０】
アンテナ制御装置６は、オペレータの入力操作に従って、補足対象の衛星を選択する（ステップＳ１０４）。また、アンテナ制御装置６のＣＰＵ１６は、選択した衛星に対応する衛星位置情報（衛星経度）及び周波数偏差を、衛星情報１２のテーブルから抽出する。例えば、ＣＰＵ１６は、オペレータの選択操作に従って衛星番号「３」の通信衛星を選択し、衛星情報１２のテーブルから衛星番号「３」に対応する衛星経度「東経１５０度」及び周波数偏差「５kHz 」を抽出する。
【００４１】
アンテナ制御装置６のＣＰＵ１６は、衛星情報１２のテーブルから抽出した衛星の位置情報と、ＧＰＳ受信装置１１からの車両位置情報とにもとづいて、選択した補足対象衛星のルックアングル（方位角及び仰角）を求める（ステップＳ１０５）。また、ＣＰＵ１６は、方位検出器９からの車両方位及び傾斜計１０からの傾斜角と、求めたルックアングルとにもとづいて、車両の向き及び傾斜を勘案して衛星方向への指向角度を計算する。本実施の形態では、ＣＰＵ１６は、車両の方位及び傾斜角の角度分だけ衛星方向のルックアングルを補正し、アンテナ１を衛星方向に指向させるためのアンテナ１の駆動角度を求める（ステップＳ１０６）。
【００４２】
駆動角度を求めると、アンテナ制御装置６は、制御信号を出力してモータ７，８にアンテナ１を駆動させ（ステップＳ１０７）、計算した衛星方向にアンテナ１を指向させる（ステップＳ１０８）。また、アンテナ制御装置６は、アンテナ１を駆動させると、ビーコン受信機５からの検出信号にもとづいて、ビーコン受信機５が信号を受信して位相同期（ロック）したか否かを判断する（ステップＳ１０９）。
【００４３】
一般に、直径１．２ｍクラスの１２GHz 帯のアンテナを用いる場合、アンテナのビーム幅は、１．５度程度である。従って、計算した駆動角度を用いることによって、衛星方向からビーム幅の半分（すなわち、０．７５度）以内にアンテナ１を駆動させることができれば、補足対象の衛星から信号を受信することができる。しかし、一般に、方位検出器９や傾斜計１０の精度誤差は数度程度あるので、計算した駆動角度にもとづいてアンテナ１を駆動させただけでは、補足対象の衛星からの信号を受信できないことが多い。
【００４４】
ビーコン受信機５がロックしていないと判断した場合、アンテナ制御装置６は、アンテナ１を駆動させて駆動角度の近傍をサーチし（ステップＳ１１０）、衛星を補足する。
【００４５】
アンテナ１が衛星から信号を受信すると、ビーコン受信機５は、周波数変換器４からのＩＦ信号にもとづいて受信信号の受信レベルを検出する。また、ビーコン受信機５は、周波数変換器４からのＩＦ信号にもとづいて受信信号の周波数偏差を求める。例えば、ビーコン受信機５は、受信信号の周波数偏差として、ビーコン信号やテレメトリ信号を変換したＩＦ信号の周波数と所定の公称周波数との差を求める。そして、ビーコン受信機５は、検出した受信レベル及び求めた周波数偏差をアンテナ制御装置６に出力する。
【００４６】
アンテナ制御装置６のＣＰＵ１６は、ビーコン受信機５がロックしたと判断すると、ビーコン受信機５が求めた周波数偏差が衛星情報１２のテーブルから抽出した周波数偏差に相当するか否かを判断する（ステップＳ１１１）。例えば、図２に示す衛星番号「３」の衛星が補足対象である場合、ビーコン受信機５が求めた周波数偏差の値が「＋５kHz 」と一致していたときに、ＣＰＵ１６は、ビーコン受信機５が求めた周波数偏差が図２に示すテーブルの周波数偏差に相当すると判断する。
【００４７】
ステップＳ１１１で周波数偏差が一致すると判断すると、アンテナ制御装置６は、ステップトラック方式を用いてアンテナ１を駆動させて、アンテナビームのピークを衛星方向に指向させる（ステップＳ１１３）。そして、アンテナ制御装置６は、ビーコン受信機５からの検出信号にもとづいて、受信レベルが最大値に達したと判断すると、受信レベルの最大点でアンテナ１を停止させ処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ１１１で周波数偏差が一致しないと判断すると、アンテナ制御装置６のＣＰＵ１６は、誤った衛星（補足対象の衛星と近接する別の衛星）を補足したと判断し、衛星方向を再計算する（ステップＳ１１２）。
【００４９】
例えば、図２に示す衛星番号「３」の衛星が補足対象である場合、ビーコン受信機５が求めた周波数偏差の値が「０」であったとすると、ＣＰＵ１６は、ビーコン受信機５が求めた周波数偏差が図２に示すテーブルの周波数偏差と一致しないと判断する。この場合、ＣＰＵ１６は、図２に示す衛星情報１２のテーブルの衛星経度及び周波数偏差にもとづいて、アンテナ１が信号を受信している衛星が衛星番号「３」の衛星と近接する衛星番号「４」の衛星であると判断する。
【００５０】
周波数偏差が一致しないと判断すると、ＣＰＵ１６は、衛星情報１２の衛星位置情報にもとづいて、現在のアンテナ角度からアンテナ１を駆動させるべき駆動角度を計算する。例えば、ＣＰＵ１６は、衛星情報１２の衛星位置情報にもとづいて、衛星番号「３」の衛星のルックアングルを求める。本例では、ＣＰＵ１６は、衛星番号「３」の衛星のルックアングルとして、方位角「１６０．０度」及び仰角「４６．２度」を求める。なお、本実施の形態では、ＣＰＵ１６は、真北方向を０度とした場合の方位角を求める。
【００５１】
また、ＣＰＵ１６は、衛星情報１２の衛星位置情報にもとづいて、衛星番号「４」の衛星のルックアングルを求める。本例では、ＣＰＵ１６は、衛星番号「４」の衛星のルックアングルとして、方位角「１５７．８度」及び仰角「４５．０度」を求める。また、ＣＰＵ１６は、求めた衛星番号「３」と衛星番号「４」との衛星のルックアングルの角度差を求める。本例では、ＣＰＵ１６は、衛星番号「３」と衛星番号「４」との衛星の角度差を、方位方向「＋２．２度」及び仰角方向「＋１．２度」と求める。そして、ＣＰＵ１６は、求めた角度差を現在のアンテナ角度に加算することによって衛星方向を求める。
【００５２】
衛星方向を再計算すると、アンテナ制御装置６は、再計算した衛星方向に再びアンテナ１を駆動させ、ステップＳ１０７からステップＳ１１２までの処理を繰り返し実行する。そして、ステップＳ１０９でビーコン受信機５がロックし、ステップＳ１１１で周波数偏差が一致すると判断すると、アンテナ制御装置６は、アンテナビームのピークを衛星方向に指向させ（ステップＳ１１３）、受信レベルの最大点でアンテナ１を停止させ処理を終了する。本例では、ステップＳ１１１でビーコン受信機５が求めた周波数偏差が「＋５kHz 」であり衛星情報１２の周波数偏差と一致すると判断すると、アンテナ制御装置６は、アンテナビームのピークを衛星方向に指向させて処理を終了する。
【００５３】
以上のように、本実施の形態によれば、ビーコン受信機５は、通信衛星から受信したビーコン信号やテレメトリ信号の残留キャリアにロックした場合の受信信号の周波数偏差を求める。また、アンテナ制御装置６は、ビーコン受信機５が求めた周波数偏差と、予め記憶する衛星情報１２の周波数偏差とを比較する。そのため、周波数偏差が一致するか否かを判断することによって、複数の衛星が近接している場合であっても、補足対象の衛星を補足したか否かを容易に識別することができる。従って、複数の衛星が近接している場合であっても、補足対象の衛星を容易かつ迅速に補足することができる。
【００５４】
例えば、一般に通信衛星は赤道上空に経度を４度間隔で近接して配置されているが、本実施の形態によれば、同一周波数帯の衛星が赤道上空に近接して配置されている場合であっても、補足対象の衛星を容易かつ迅速に補足することができる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、衛星追尾用に用いられる既存のビーコン受信機５を衛星識別用の受信機として用いることができる。既存のビーコン受信機５を利用できるので、アンテナ制御システムを簡易な構成で実現することができる。
【００５６】
また、本実施の形態によれば、最初に補足対象の衛星に近接する誤った衛星を補足してしまった場合に、予め記憶する衛星情報１２の衛星位置情報にもとづいて、誤って補足した衛星の衛星角度から換算して補足対象の衛星の衛星角度を再計算する。従って、補足対象の衛星の衛星方向を容易に再計算できるので、補足対象の衛星を迅速に補足することができる。
【００５７】
実施の形態２．
次に、本発明の第２の実施の形態を図面を参照して説明する。図４は、アンテナ制御システムの他の構成例を示すブロック図である。図４に示すように、本実施の形態では、アンテナ制御システムは、第１の実施の形態で示した方位検出器９及びＧＰＳ受信装置１１の代わりにＧＰＳコンパス１３を含む。
【００５８】
アンテナ１は、直径１．２ｍクラスの開口面アンテナである。アンテナ１は、衛星から受信したＲＦ信号を給電部２に出力する。例えば、アンテナ１は、衛星から受信した１２GHz 帯の無線信号を給電部２に出力する。給電部２は、アンテナ１が受信した信号を効率よく低雑音増幅器３に出力する。
【００５９】
低雑音増幅器３は、給電部２からの受信信号を増幅し周波数変換器４に出力する。周波数変換器４は、ＲＦ信号である受信信号をＩＦ信号に変換し、ビーコン受信機５に出力する。例えば、周波数変換器４は、１２GHz 帯の受信信号を７０MHz帯の中間周波数の信号に変換し、ビーコン受信機５に出力する。
【００６０】
ビーコン受信機５は、周波数変換器４からのＩＦ信号にもとづいて、受信信号の受信レベルを検出する。また、ビーコン受信機５は、周波数変換器４からのＩＦ信号にもとづいて、受信信号に位相同期（ロック）したときの受信信号の周波数偏差を求める。また、ビーコン受信機５は、検出した受信レベル及び求めた周波数偏差をアンテナ制御装置６に出力する。
【００６１】
傾斜計１０は、アンテナ１を搭載する車両の傾斜角を検出し、検出した傾斜角をアンテナ制御装置６に出力する。ＧＰＳコンパス１３は、車両の方位を検出し、検出した車両の方位をアンテナ制御装置６に出力する。また、ＧＰＳコンパス１３は、ＧＰＳ信号を受信して車両の位置（緯度及び経度）を検出し、検出した車両位置をアンテナ制御装置６に出力する。
【００６２】
アンテナ制御装置６は、傾斜計１０が検出した傾斜角と、ＧＰＳコンパス１３が検出した車両方位及び車両位置と、衛星情報１２の衛星位置情報とにもとづいて、補足対象の衛星のルックアングル（衛星方向の方位角及び仰角）を求める。また、アンテナ制御装置６は、求めたルックアングルの方向にアンテナ１を駆動させる。この場合、アンテナ制御装置６は、アンテナ１を駆動させる為の制御信号をモータ７，８に出力し、モータ７，８にアンテナ１を駆動させる。モータ７，８は、アンテナ制御装置６からの制御信号に従って、アンテナ１を駆動させる。
【００６３】
アンテナ制御装置６は、ビーコン受信機５からの周波数偏差を衛星情報１２の周波数偏差と比較することによって、現在アンテナ１が信号を受信している衛星が、所望の通信回線を確立すべき補足対象の衛星であるか否かを判断する。
【００６４】
また、アンテナ制御装置６は、補足対象の衛星であると判断した場合、ビーコン受信機５からの受信レベルの検出信号にもとづいて、受信信号のレベルが大きくなる方向にアンテナ１を駆動させる。例えば、アンテナ制御装置６は、ステップトラック方式を用いて受信レベルが最大となる方向にアンテナ１を駆動させる。
【００６５】
また、アンテナ制御装置６は、補足対象の衛星ではないと判断した場合、現在のアンテナ角度と衛星情報１２の衛星位置情報とにもとづいて、補足対象の衛星方向のルックアングルを再計算する。また、アンテナ制御装置６は、再計算した衛星方向にアンテナ１を駆動させる。
【００６６】
なお、本実施の形態において、アンテナ制御装置６の記憶装置が記憶する衛星情報１２の内容は、第１の実施の形態で示した衛星情報１２と同様である。また、本実施の形態において、アンテナ制御システムが補足対象の衛星を補足する基本的な処理内容は、図３に示した処理内容と同様である。
【００６７】
以上のように、本実施の形態によれば、ＧＰＳコンパス１３を用いて、車両の方位及び位置情報を検出する。１つの装置を用いて車両の方位及び位置情報を取得できるので、方位検出器９やＧＰＳ受信装置１１を用いる場合と比較して、アンテナ制御システムの構成を簡単化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、移動する車両に搭載される衛星通信用アンテナを制御する用途に適用できる。本発明によるアンテナ制御装置を用いることによって、複数の衛星が近接している場合であっても、補足対象の衛星を容易かつ迅速に補足することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明によるアンテナ制御装置を適用したアンテナ制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】アンテナ制御装置６の記憶装置が記憶する衛星情報１２の例を示す説明図である。
【図３】アンテナ制御システムが補足対象の衛星を補足する処理の一例を示す流れ図である。
【図４】本発明によるアンテナ制御装置を適用したアンテナ制御システムの他の構成例を示すブロック図である。
【図５】アンテナ制御システムの構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  アンテナ
２  給電部
３  低雑音増幅器
４  周波数変換器
５  ビーコン受信機
６  アンテナ制御装置
７，８  モータ
９  方位検出器
１０  傾斜計
１１  ＧＰＳ受信装置
１２  衛星情報
１６  ＣＰＵ
【図１】
2006013700.tif 000003
【図２】
2006013700.tif 000004
【図３】
2006013700.tif 000005
【図４】
2006013700.tif 000006
【図５】
2006013700.tif 000007