(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体上に設定される支持部と、
前記支持部に対して回転可能に設置される回転部と、
前記回転部に支持され、衛星放送を受信するアンテナエレメントと、
前記回転部を、前記アンテナエレメントの指向性ビームが放送衛星を追尾するように角変位させる方位角追尾機構と、
先端部が前記回転部の面上で前記アンテナエレメントと当接する押出し部材と、前記押出し部材を駆動する駆動機構とを含む仰角調整機構と、
前記回転部を予め定める回転基準位置に位置決めする位置決め機構と、を備え、
前記位置決め機構により前記回転部が回転基準位置に位置決めされている状態で、前記仰角調整機構により前記アンテナエレメントの前記回転部に対する相対的な位置を変位させて前記アンテナエレメントの指向性ビームの仰角を調整するとともに、前記方位角追尾機構により回転部を回転させる場合、前記駆動機構により前記押出し部材を前記回転部の面上から退避させることを特徴とする移動体用衛星放送受信装置。
【請求項２】
前記仰角調整機構は、前記回転部の軸線に対して対称となる両側に設けられることを特徴とする請求項１記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項３】
前記仰角調整機構は、前記回転部の周縁に臨む１箇所に設けられ、
前記位置決め機構は、前記仰角調整機構に対して前記回転部を相互に１８０°方位角が異なる２つの基準位置で位置決めが可能であることを特徴とする請求項１記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項４】
前記仰角調整機構は、前記押出し部材の前記アンテナエレメントと当接する部分と反対側の基端を、押出し基準位置方向に付勢するばねを含み、
前記駆動機構は、前記押出し部材を、前記押出し基準位置を基準として、前記指向性ビームの仰角に対応して設定される移動量に対応して移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項５】
前記仰角調整機構は、前記押出し部材の前記アンテナエレメントと当接する部分と反対側の基端側で、前記押出し部材の押出し基準位置に設けられる壁部材を含み、
前記駆動機構は、前記押出し部材を、前記押出し基準位置を基準として、前記指向性ビームの仰角に対応して設定される移動量に対応して移動させるとともに、前記指向性ビームの仰角の調整後、前記押出し部材の基端が前記壁部材に当接するまで、前記押出し部材を移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項６】
前記仰角調整機構は、前記押出し部材の前記アンテナエレメントと当接する部分と反対側の基端側で、前記押出し部材の押出し基準位置に設けられる導電部材を含み、
前記駆動機構は、前記押出し部材を、前記押出し基準位置を基準として、前記指向性ビームの仰角に対応して設定される移動量に対応して移動させるとともに、前記指向性ビームの仰角の調整後、前記押出し部材の基端が前記導電部材に当接するまで、前記押出し部材を移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の移動体用放送衛星受信装置。
【請求項７】
前記アンテナエレメントについて、予め定める仰角の指向性ビームが得られる前記回転部上の位置に、光学的センサを設けておき、
前記仰角調整機構は、光学的センサの出力に基づいて、該アンテナエレメントの移動位置を識別することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項８】
前記光学的センサの代わりに、機械的スイッチが設けられることを特徴とする請求項７記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項９】
前記予め定められる仰角の指向性ビームが得られる位置は複数であって、各位置に光学的センサがそれぞれ設けられ、
前記仰角調整機構は、調整すべき仰角に応じて、対応する位置に設けられる光学的センサのみ動作させることを特徴とする請求項７記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１０】
前記仰角調整機構は、前記アンテナエレメントを前記回転部に対して相対的に変位させる際に、変位開始時の駆動力を強く、変位終了前に駆動力を弱くすることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１１】
前記機械的スイッチは、
前記アンテナエレメントが、前記予め定める仰角の指向性ビームが得られる前記回転部上の位置にあるときに第１の状態となり、他の位置にあるときに第１の状態と異なる第２の状態となることを特徴とする請求項８記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１２】
前記仰角調整機構には、調整すべき仰角に対応する前記アンテナエレメントの前記回転部に対する変位量として、設計値と、該設計値の前後の値とが選択可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１３】
前記仰角調整機構は、前記アンテナエレメントの変位が正しく行われているか否かを、該変位の前後を比較して確認可能であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１４】
前記仰角調整機構は、複数の仰角に対応する位置に、前記アンテナエレメントを移動させることが可能で、一つの仰角に対応する位置から直接他の仰角に対応する位置まで該アンテナエレメントを移動させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１５】
前記仰角調整機構は、複数の仰角に対応する位置に、前記アンテナエレメントを移動させることが可能で、一つの仰角に対応する位置から他の仰角に対応する位置まで該アンテナエレメントを移動させる際に、該アンテナエレメントを、一旦、最も一方側寄りの仰角に対応する位置に移動させてから、前記他の仰角に対応する位置に移動させることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１６】
前記仰角調整機構は、前記仰角に対応する位置の近傍では比較的低速で、他の部分では比較的高速で、前記アンテナエレメントの移動を行わせることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１７】
前記位置決め機構には、前記回転部の周縁に臨んで、前記軸線に対して対称な両側の位置に、反射型の光学的センサが設けられ、
該回転部には、前記回転基準位置に位置決めされるときに該反射型光学的センサに臨む位置に、反射状態が他の位置とは異なるように、反射調整部が設けられることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１８】
前記位置決め機構は、前記回転部の周縁に臨んで１箇所に反射型の光学的センサが設けられ、
該回転部には、前記回転基準位置に位置決めされるときに該反射型光学的センサに臨む位置に、反射状態が他の位置とは異なるように、反射調整部が設けられ、
前記仰角調整機構は、前記位置決めされた位置で、前記アンテナエレメントを一方向に押出して変位させた後、該アンテナエレメントを逆方向に変位させる必要があるとき、該回転部を１８０°角変位させて、該アンテナエレメントを該一方向に押出して変位させることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項１９】
前記反射型光学的センサと前記反射調整部との組合わせに代えて、機械的なスイッチが用いられることを特徴とする請求項１７または１８記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項２０】
前記移動体が停止中であるか否かを検出する停止検出装置を備え、
前記仰角調整機構は、停止検出装置によって移動体が停止中であることが検出されるときに、前記仰角調整を行うことを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項２１】
前記移動体が存在する場所が平坦であるか否かを検出する平坦検出装置を備え、
前記仰角調整機構は、平坦検出装置によって移動体が平坦な場所に存在していることが検出されるときに、前記仰角調整を行うことを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項２２】
前記仰角調整機構によって調整されている前記アンテナエレメントの仰角がどの受信エリアに対応するかを表示する表示部と、
ユーザの操作で受信エリアを指定可能な入力部と、該アンテナエレメントの仰角が入力部に指定される受信エリアに対応する仰角に切換えられるように該仰角調整機構を制御する制御部とをさらに含むことを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項２３】
前記制御部は、受信エリアの切換え前後に衛星放送の受信レベルを検出し、切換えによって受信レベルが低下する場合に、前記表示部でユーザに対する通知を行うことを特徴とする請求項２２記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項２４】
前記制御部は、複数の受信エリアに対応する仰角に切換えて衛星放送の受信レベルを算出し、受信レベルが最高となる仰角を選択することが可能であることを特徴とする請求項２２または２３記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項２５】
前記移動体の現在位置を予め記憶されている地図情報に基づいて検出するナビゲーション装置を備え、
前記制御部はナビゲーション装置が検出する現在位置と、地図情報とに基づいて、前記仰角切換えのタイミングを検出することを特徴とする請求項２４記載の移動体用衛星放送受信装置。
【請求項２６】
前記移動体の現在位置で地上波の放送電波を受信する地上波受信装置を備え、
前記制御部は、地上波受信装置が受信する地上波の放送局に基づいて、仰角の切換えのタイミングを検出することを特徴とする請求項２４記載の移動体用衛星放送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などの移動体に搭載され、放送衛星からの電波を受信する移動体用衛星放送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などの移動体に搭載される衛星放送の受信装置では、アンテナを軽量、小形かつ薄形に構成する必要がある。このため、広い範囲で利得を高くすることは困難であり、特定の方向にのみ利得を高めて、微弱な衛星放送電波を受信する必要がある。車両などの移動体が移動すると、アンテナの指向性ビームの方向が放送衛星の方向からずれる可能性がある。地上一衛星間等で通信を行うアンテナについての先行技術は、たとえば特開平５−２１８７２９に開示されている。この先行技術では、回転式の平面アンテナをマイクロストリップ・パッチ・アンテナとして形成している。車両に搭載される放送衛星受信装置では、アンテナの方位角で放送衛星の方向に追尾させ、アンテナの仰角は固定しておく。車両などの移動体が移動する範囲が比較的狭ければ、仰角を固定しておいて方位角方向の追尾のみを行っても充分に放送衛星電波を受信することができる。しかしながら、移動体の移動範囲が広くなって、日本全国を移動するような場合には、固定した仰角のままでは衛星放送電波を受信する利得が足りなくなり、受信が不可能となる。
【０００３】
特開平９−２１４２３４には、車両に複数の衛星放送受信アンテナを搭載し、それぞれの受信アンテナを方位角方向に追尾する機構を設け、各受信アンテナで指向性ビームの仰角を固定し、実質的にビーム幅を拡大させる考え方が提案されている。また方位角の追尾とともに、仰角についても追尾する制御を行うことも考えられる。さらに、仰角の異なるアンテナエレメントを複数用意しておき、車両が走行する地域に応じて交換することも考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車両の走行に合わせて衛星放送受信用のアンテナの仰角の追尾も行うことは方位角と仰角とを調整する機構をアンテナに組込む必要があり、軽量で小形かつ薄形という条件を満たすことが困難となる。特開平９−２１４２３４で示唆されているように、仰角の異なる複数のアンテナを切換える方法では、個々のアンテナは軽量、小形かつ薄形であっても、全体としては重量が大きくなり、大形化してしまう。
【０００５】
仰角が異なるアンテナエレメントを複数用意し、地域を指定して交換する方式では、衛星放送受信装置として組込まれているアンテナのアンテナエレメントを取外して交換する必要がある。アンテナエレメントの取付けは交換可能なようにねじなどを用いる必要があるけれども、一般のユーザがねじのトルクを適切な範囲に保って作業を行うことは非常に困難である。トルクが足りないと、取付けたアンテナエレメントが移動中に外れたりするおそれがある。トルクが過大であると、締付用のボルトなどが使用中に破損し、アンテナエレメントが衛星放送受信装置から外れてしまうおそれもある。ねじの締付トルクの管理を充分に行ってアンテナエレメントを交換するためには、自動車の販売店やサービス工場などに依頼して、専門家にトルク管理に充分に注意しながら交換する必要がある。
【０００６】
アレーアンテナエレメントを交換しなくても、１つのアレーアンテナエレメントを回転の中心軸から移動させることなどによって、それぞれの地域毎に仰角を設定したと同等の効果を得ることができるアンテナも知られている。このようなアンテナについても、自動で調整が可能でなければ、調整に要する手間としては、前述のような交換を行う場合と同程度になってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、アンテナを軽量で小形かつ薄形に形成することができ、広い範囲を移動しても、アンテナエレメントの仰角を放送衛星の方向に容易かつ確実に調整することができる移動体用衛星放送受信装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動体上に設定される支持部と、
前記支持部に対して回転可能に設置される回転部と、
前記回転部に支持され、衛星放送を受信するアンテナエレメントと、
前記回転部を、前記アンテナエレメントの指向性ビームが放送衛星を追尾するように角変位させる方位角追尾機構と、
先端部が前記回転部の面上で前記アンテナエレメントと当接する押出し部材と、前記押出し部材を駆動する駆動機構とを含む仰角調整機構と、
前記回転部を予め定める回転基準位置に位置決めする位置決め機構と、を備え、
前記位置決め機構により前記回転部が回転基準位置に位置決めされている状態で、前記仰角調整機構により前記アンテナエレメントの前記回転部に対する相対的な位置を変位させて前記アンテナエレメントの指向性ビームの仰角を調整するとともに、前記方位角追尾機構により回転部を回転させる場合、前記駆動機構により前記押出し部材を前記回転部の面上から退避させることを特徴とする移動体用衛星放送受信装置である。
【０００９】
本発明に従えば、回転部に支持されるアンテナエレメントは、指向性ビームの方位角が放送衛星を追尾するように、回転部を方位角追尾機構で角変位される。アンテナエレメントの指向性ビームの仰角は、回転部に対してのアンテナエレメントの相対的な変位で調整可能であり、回転部を予め定める回転基準位置となるように位置決め機構で位置決めし、仰角調整機構で調整することができる。仰角調整機構は、回転部が位置決め機構による位置決めされた状態で、駆動機構によって押出し部材を駆動し、押出し部材をアンテナエレメントに当接させて押圧し、アンテナエレメントを回転部に対して相対的に変位させて、仰角を調整することができる。仰角の調整は、位置決め機構で回転部を回転基準位置に位置決めして行うので、通常は回転部を方位角追尾機構で角変位させて放送衛星の方向への方位角の追尾を行い、必要に応じて仰角を調整することができ、アンテナエレメントの指向性ビームの方向を放送衛星の方向に向けて、微弱な衛星放送電波を効率よく受信することができる。さらに方位角追尾機構によって回転部を角変位させて放送衛星を追尾する場合、仰角調整機構の押出し部材が、駆動機構によって駆動され、回転部の面上から退避させられる。アンテナエレメントは、指向性ビームの方向で必要な感度を有すればよく、全体を小形、薄形かつ軽量化することができる。
【００１０】
また本発明で前記仰角調整機構は、前記回転部の軸線に対して対称となる両側に設けられることを特徴とする。
【００１１】
本発明に従えば、回転部の両側で回転部の回転軸に対して対称となる位置に、仰角調整機構がそれぞれ設けられるので、押出しのみの変位で両方向の変位を同時に行わせ、仰角の調整を迅速に行うことができる。
【００１２】
また本発明で前記仰角調整機構は、前記回転部の周縁に臨む１箇所に設けられ、
前記位置決め機構は、前記仰角調整機構に対して前記回転部を相互に１８０°方位角が異なる２つの基準位置で位置決めが可能であることを特徴とする。
【００１３】
本発明に従えば、仰角調整機構を１箇所に設けておき、位置決め機構で位置決めしてアンテナエレメントの回転部に対する変位を調整した後、必要があれば１８０°回転部を角変位させて、１８０°の角変位前とは逆方向にアンテナエレメントを回転部に対して相対的に変位させることができる。
【００１４】
また本発明で前記仰角調整機構は、前記押出し部材の前記アンテナエレメントと当接する部分と反対側の基端を、押出し基準位置方向に付勢するばねを含み、
前記駆動機構は、前記押出し部材を、前記押出し基準位置を基準として、前記指向性ビームの仰角に対応して設定される移動量に対応して移動させることを特徴とする。
【００１５】
本発明に従えば、押出し部材の基端をばねで押出し基準位置方向に付勢し、押出し基準位置に確実に戻させることができる。駆動機構は、押出し基準位置を基準として仰角に対応して設定される押出し量だけ駆動突出するように、押出し部材を駆動するので、押出し基準位置が正確である限り、正確な押出し量でアンテナエレメントの変位を行わせることができる。
【００１６】
また本発明で前記仰角調整機構は、前記押出し部材の前記アンテナエレメントと当接する部分と反対側の基端側で、前記押出し部材の押出し基準位置に設けられる壁部材を含み、
前記駆動機構は、前記押出し部材を、前記押出し基準位置を基準として、前記指向性ビームの仰角に対応して設定される移動量に対応して移動させるとともに、前記指向性ビームの仰角の調整後、前記押出し部材の基端が前記壁部材に当接するまで、前記押出し部材を移動させることを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、押出し部材の基端側には、押出しの基準となる押出し基準位置に壁部材が設けられる。駆動機構は、押出し部材を押出し基準位置を基準として、仰角に対応して設定される押出し量だけ突出させてアンテナエレメントの仰角を調整し、調整後に押出し部材を押出し量よりも多く戻して、基端を壁部材に当接させて、確実に押出し基準位置を確保することができる。
【００１８】
また本発明で前記仰角調整機構は、前記押出し部材の前記アンテナエレメントと当接する部分と反対側の基端側で、前記押出し部材の押出し基準位置に設けられる導電部材を含み、
前記駆動機構は、前記押出し部材を、前記押出し基準位置を基準として、前記指向性ビームの仰角に対応して設定される移動量に対応して移動させるとともに、前記指向性ビームの仰角の調整後、前記押出し部材の基端が前記導電部材に当接するまで、前記押出し部材を移動させることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、アンテナエレメントの仰角の調整後に、押出し部材を、基端側で押出しの基準となる押出し基準位置に設けられる導電部材に接触させ、接触を電気的に検出するまで戻すように駆動するので、押出し部材を確実に押出し基準位置まで戻し、次に仰角の調整を行うときに、正確な押出し基準位置を基準として行うことができるので、調整される仰角も正確に設定することができる。
【００２０】
また本発明は、前記アンテナエレメントについて、予め定める仰角の指向性ビームが得られる前記回転部上の位置に、光学的センサを設けておき、
前記仰角調整機構は、光学的センサの出力に基づいて、該アンテナエレメントの移動位置を識別することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、アンテナエレメントを回転部上で変位させる際に、予め定める仰角が得られる位置に光学的センサを設けておく。光学的センサの出力に基づいてアンテナエレメントの変位を識別するので、機械的な組立て誤差などに基づいて、アンテナエレメントなどの移動位置がずれるのを光学的センサの出力に基づいて補正し、正確な仰角が得られるように位置の調整を行うことができる。
【００２２】
また本発明は、前記光学的センサの代わりに、機械的スイッチが設けられることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、機械的なスイッチを用いてアンテナエレメントが回転部上で適切な仰角が得られる位置にあることを識別することができる。
【００２４】
また本発明で、前記予め定められる仰角の指向性ビームが得られる位置は複数であって、各位置に光学的センサがそれぞれ設けられ、
前記仰角調整機構は、調整すべき仰角に応じて、対応する位置に設けられる光学的センサのみ動作させることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、複数の仰角に対応する位置に光学的センサをそれぞれ設けて、調整すべき仰角に対応する光学的センサのみ駆動して仰角の調整を行うので、複数の仰角のうちの一つの仰角について確実に調整を行うことができる。
【００２６】
また本発明で前記仰角調整機構は、前記アンテナエレメントを前記回転部に対して相対的に変位させる際に、変位開始時の駆動力を強く、変位終了前に駆動力を弱くすることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、アンテナエレメントを回転部に対して相対的に変位させる際に、変位開始時の駆動力を強くするので、ゼロ点位置や特定の仰角に対応する位置で機械的に拘束されるロック状態にあっても、強い駆動力で移動を開始させることができる。変位終了前には駆動力を弱くするので、所定の位置に確実に停止させることができる。
【００２８】
また本発明は、前記機械的スイッチは、
前記アンテナエレメントが、前記予め定める仰角の指向性ビームが得られる前記回転部上の位置にあるときに第１の状態となり、他の位置にあるときに第１の状態と異なる第２の状態となることを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、機械的スイッチ機構を設けて、アンテナエレメントが仰角に対応する位置にあるときと対応しない位置にあるときとで導通状態を異ならせて容易に識別させることができる。
【００３０】
また本発明で前記仰角調整機構には、調整すべき仰角に対応する前記アンテナエレメントの前記回転部に対する変位量として、設計値と、該設計値の前後の値とが選択可能であることを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、アンテナエレメントを回転部に対して相対的に変位される位置として、設計値とその前後の値とが選択可能であるので、製造誤差などで移動位置が設定値と異なっても、前後の値を選択して、適切な仰角が得られる位置でアンテナエレメントを停止させることができる。
【００３２】
また本発明で前記仰角調整機構は、前記アンテナエレメントの変位が正しく行われているか否かを、該変位の前後を比較して確認可能であることを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、アンテナエレメントの変位で、正しく行われているか否かを変位の前後で比較して確認可能であるので、正しく変位されていることが確認されれば、仰角を、所定の値をとるように確実に調整することができる。
【００３４】
また本発明で前記仰角調整機構は、複数の仰角に対応する位置に、前記アンテナエレメントを移動させることが可能で、一つの仰角に対応する位置から直接他の仰角に対応する位置まで該アンテナエレメントを移動させることを特徴とする。
【００３５】
本発明に従えば、一つの仰角に対応する位置から他の仰角に対応する位置までアンテナエレメントを直接移動させるので、短時間で仰角の切換えを行うことができる。
【００３６】
また本発明で前記仰角調整機構は、複数の仰角に対応する位置に、前記アンテナエレメントを移動させることが可能で、一つの仰角に対応する位置から他の仰角に対応する位置まで該アンテナエレメントを移動させる際に、該アンテナエレメントを、一旦、最も一方側寄りの仰角に対応する位置に移動させてから、前記他の仰角に対応する位置に移動させることを特徴とする。
【００３７】
本発明に従えば、一つの仰角から他の仰角に切換える際に、アンテナエレメントを最も一方側寄りの仰角に対応する位置に移動させてから他の仰角に対応する位置まで移動させるので、元の仰角の値に誤差などがあっても、他の仰角に正確に調整することができる。
【００３８】
また本発明で前記仰角調整機構は、前記仰角に対応する位置の近傍では比較的低速で、他の部分では比較的高速で、前記アンテナエレメントの移動を行わせることを特徴とする。
【００３９】
本発明に従えば、仰角に対応する位置の近傍で比較的低速でアンテナエレメントの移動を行うので、仰角に調整する際に正確に調整することができる。他の位置では比較的高速にアンテナエレメントの移動を行うので、調整に要する時間の短縮を図ることができる。
【００４０】
また本発明で前記位置決め機構には、前記回転部の周縁に臨んで、前記軸線に対して対称な両側の位置に、反射型の光学的センサが設けられ、
該回転部には、前記回転基準位置に位置決めされるときに該反射型光学的センサに臨む位置に、反射状態が他の位置とは異なるように、反射調整部が設けられることを特徴とする。
【００４１】
本発明に従えば、位置決め機構として、回転部の周縁に臨んで、軸線に対称な両側の位置に反射型の光学的センサを設けておき、回転部には回転基準位置に対応して、反射型光学的センサに臨む位置に反射状態が他の位置とは異なる反射調整部を設けるので、回転基準位置を容易に検出することができる。
【００４２】
また本発明で前記位置決め機構は、前記回転部の周縁に臨んで１箇所に反射型の光学的センサが設けられ、
該回転部には、前記回転基準位置に位置決めされるときに該反射型光学的センサに臨む位置に、反射状態が他の位置とは異なるように、反射調整部が設けられ、
前記仰角調整機構は、前記位置決めされた位置で、前記アンテナエレメントを一方向に押出して変位させた後、該アンテナエレメントを逆方向に変位させる必要があるとき、該回転部を１８０°角変位させて、該アンテナエレメントを該一方向に押出して変位させることを特徴とする。
【００４３】
本発明に従えば、位置決め機構として、回転部の周縁に臨んで１箇所に反射型の光学的センサを設け、回転部には回転基準位置に位置決めされるときに反射型光学的センサに臨む位置に、反射状態が他の位置とは異なるように反射調整部を設けるので１箇所に対する位置決めを容易に行うことができる。位置決めされた状態で、アンテナエレメントを一方向に押出して仰角の調整を行い、アンテナエレメントを逆方向に変位させる必要があるときには、回転部を１８０°角変位させて、アンテナエレメントを同一方向に押出して変位させ、仰角の調整を行うことができる。
【００４４】
また本発明は、前記反射型光学的センサと前記反射調整部との組合わせに代えて、機械的なスイッチが用いられることを特徴とする。
【００４５】
本発明に従えば、機械的なスイッチを用いて位置決めを正確に行うことができる。
【００４６】
また本発明は、前記移動体が停止中であるか否かを検出する停止検出装置を備え、
前記仰角調整機構は、停止検出装置によって移動体が停止中であることが検出されるときに、前記仰角調整を行うことを特徴とする。
【００４７】
本発明に従えば、停止検出装置が移動体が停止中であることを検出するときに仰角調整を行うので、移動体の移動による影響を受けずに正確に仰角の調整を行うことができる。
【００４８】
また本発明は、前記移動体が存在する場所が平坦であるか否かを検出する平坦検出装置を備え、
前記仰角調整機構は、平坦検出装置によって移動体が平坦な場所に存在していることが検出されるときに、前記仰角調整を行うことを特徴とする。
【００４９】
本発明に従えば、平坦検出装置が移動体が存在する場所が平坦であることを検出するときに、仰角の調整を行うので、移動体の傾きの影響を受けずに、仰角を正確に調整することができる。
【００５０】
また本発明は、前記仰角調整機構によって調整されている前記アンテナエレメントの仰角がどの受信エリアに対応するかを表示する表示部と、
ユーザの操作で受信エリアを指定可能な入力部と、該アンテナエレメントの仰角が入力部に指定される受信エリアに対応する仰角に切換えられるように該仰角調整機構を制御する制御部とをさらに含むことを特徴とする。
【００５１】
本発明に従えば、表示部に仰角がどの受信エリアに対応するかを表示し、入力部にはユーザの操作で受信エリアを指定可能であり、入力部に指定される受信エリアに対応する仰角に切換えるように、制御部が仰角調整機構を制御するので、ユーザは表示部を見ながら適切な受信エリアを選択するだけで、仰角の調整を自動的に行わせることができる。
【００５２】
また本発明で前記制御部は、受信エリアの切換え前後に衛星放送の受信レベルを検出し、切換えによって受信レベルが低下する場合に、前記表示部でユーザに対する通知を行うことを特徴とする。
【００５３】
本発明に従えば、受信エリアを切換えて衛星放送の受信レベルが低下する場合に、表示部でユーザに対する通知を行うので、ユーザは受信エリアを元に戻すなどの操作を入力部に対して行うことができる。
【００５４】
また本発明で前記制御部は、複数の受信エリアに対応する仰角に切換えて衛星放送の受信レベルを算出し、受信レベルが最高となる仰角を選択することが可能であることを特徴とする。
【００５５】
本発明に従えば、複数の受信エリアに対応する仰角に切換えて衛星放送の受信レベルを算出し、受信レベルが最高となる仰角を選択することが可能であるので、自動的に受信エリアの設定を行うことができる。
【００５６】
また本発明は、前記移動体の現在位置を予め記憶されている地図情報に基づいて検出するナビゲーション装置を備え、
前記制御部はナビゲーション装置が検出する現在位置と、地図情報とに基づいて、前記仰角切換えのタイミングを検出することを特徴とする。
【００５７】
本発明に従えば、ナビゲーション装置が検出する移動体の現在位置と、ナビゲーション装置が備える地図情報とに基づいて、制御部は仰角切換えのタイミングを検出するので、移動体の移動に合わせて適切な仰角で衛星放送を受信することができる。
【００５８】
また本発明は、前記移動体の現在位置で地上波の放送電波を受信する地上波受信装置を備え、
前記制御部は、地上波受信装置が受信する地上波の放送局に基づいて、仰角の切換えのタイミングを検出することを特徴とする。
【００５９】
本発明に従えば、地上波受信装置で地上波の放送電波を受信し、受信される放送局に基づいて仰角の切換えのタイミングを検出するので、たとえば放送局の存在する地域から適切な受信エリアを選択して仰角の切換えを行うことができる。
【００６０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、先行して説明した事項に対応する部分には、同一の参照符を付して、重複する説明を省略する。
【００６１】
図１は、本発明の実施の第１形態としての移動体用衛星放送受信装置のうちのアンテナ装置１の概略的な構成を示す。固定部２は、移動体である車両の屋根などに装着され、アンテナ装置１の基本的な支持部となる。回転部３は固定部２から回転駆動され、大略的に鉛直な軸線まわりの角変位が可能である。回転部３上には、アレーアンテナエレメント４が設けられ、指向性ビームの方位角方向が回転部３の回転によって角変位し、衛星放送の方向に追尾させることが可能である。回転部３の回転のための駆動は、方位角追尾機構としてのベルト駆動や歯車駆動などで行うことができる。
【００６２】
本実施形態のアレーアンテナエレメント４は、回転部３に対して相対的に水平方向の移動を行うスライド動作によって、仰角を変え、衛星放送の受信エリアを変えることができる。アレーアンテナエレメント４の仰角の変更は、回転部３が固定部２に対して予め設定される基準方向に位置決めされた状態で行う。回転部３が基準方向に位置決めされる状態は、ホトセンサ５によって検出される。ホトセンサ５は、発光部５ａと受光部５ｂとを備え、発光部５ａから照射される光が反射して受光部５ｂに受光される強度の変化で位置を検出する反射形タイプである。ホトセンサ５は固定部２に設けられ、固定部２に対して回転部３が基準位置に位置決めされている状態では、ホトセンサ５の発光部５ａから照射される光は、回転部３に設ける透孔６の位置に照射され、充分な強度の反射光が受光部５ｂに受光されないようにして基準位置の検出を行う。基準位置の検出は、基準位置以外では反射が小さくなって、基準位置で反射が大きくなるような構成も可能であり、また透過形タイプのホトセンサを用いることもできる。さらに、機械的なスイッチで基準位置を検出することもできる。
【００６３】
回転部３が固定部２に対して基準位置に位置決めされると、移動モータ７がラック８をピニオン９で直線的に駆動し、ラック８の先端をアレーアンテナエレメント４に当接させ、アレーアンテナエレメント４を回転部３に対して押出して、相対的な位置を移動させるスライド動作を行うことができる。ラック８は、ばね１０によってアレーアンテナエレメント４から遠去かるように付勢され、ラック８の基端側が固定部３に立設される壁部材１１に当接すると、ラック８の基準位置であるゼロ点の位置決めを行うことができる。移動モータ７を駆動して、ラック８をアレーアンテナエレメント４側に移動させ、アレーアンテナエレメント４を押出すと、押出す位置によって回転部３の角変位軸にアレーアンテナエレメント４との相対的な位置が調整され、アレーアンテナエレメント４が形成する指向性ビームの仰角の調整を行うことができる。回転部３は、固定部２に対して、回転モータ１２によって回転駆動され、アレーアンテナエレメント４の方位角を変化させて、放送衛星の方向に追尾させることができる。なお、ラック８を回転部３の回転軸を通る径方向に確実に往復移動させるため、ガイド機構を設けておく。
【００６４】
移動モータ７は精度等を考慮すると、ステッピングモータを用いることが望ましい。また、アレーアンテナエレメント４を案内するため、ガイド１３，１４を回転部３上に設けておく。移動位置は予め複数の地域に合わせて設定される仰角に対応する複数段階の位置で、機械的にロックするように、スライドロック機構１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…，１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍを設ける。スライドロック機構１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…，１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍは、たとえば板ばね等でアレーアンテナエレメント４が回転部３に対して所定の仰角を発生する位置関係にあるときに機械的な拘束力を与えるようにしておく。ロックされている位置をさらに変化させるためには、移動モータ７をロック機構１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…，１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍの拘束力に打勝つ大きなトルクを発生する必要がある。移動モータ７の必要なトルクはこの点まで考慮しておく必要がある。また、トルクが大きくなるときには、ピニオン９を複数段重ねて用いることも必要となる。なお、変位の目的となるロック位置を通り過ぎることがないように、目的位置に近付けばトルクを弱める。
【００６５】
図１に示すラック８は、アレーアンテナエレメント４を、回転部３に対して一方向に押出すことによる仰角の調整しか行うことができない。逆方向の調整を行うためには、回転部３を固定部２に対して１８０度角変位させて停止させればよい。移動モータ７やラック８のアンテナ調整機構は、アレーアンテナエレメント４を押出す方向のみに変位させるので固定部２側に設置して、回転部３を回転モータ１２によって回転駆動しての方位角追尾動作時には、ラック８をゼロ点に戻しておいてその障害とならないようにすることができる。また、仰角調整機構は、移動モータ７とラック８との組合わせばかりではなく、リニアステッピングモータやプッシュ形ソレノイド等を用いても同様に構成することができる。
【００６６】
図２は、図１のアンテナ装置１を搭載する車両２０が、放送衛星２１からの衛星放送電波２２を受信するために必要な構成を示す。アンテナ装置１は、車両２０の屋根などに装着され、アレーアンテナエレメント４から放送衛星２１の方向に向けられた指向性ビーム２３を有する。指向性ビーム２３は、微弱な衛星放送電波２２が受信可能なように利得が高い範囲を示し、受信された衛星放送電波２２が受信装置２４で増幅され、放送の内容が出力される。指向性ビーム２３の方位角を放送衛星２１の方向に追尾させるための角変位軸２５は、大略的に鉛直線方向を向いており、指向性ビーム２３の方位角は大略的に水平面内での角変位によって変化する。追尾制御装置２６は、受信装置２４が出力する衛星放送電波２２の受信レベルが大きくなるように、角変位軸２５まわりで指向性ビーム２３の方位角を放送衛星２１の方向に追尾させる制御を行う。仰角調整装置２７は、必要に応じて指向性ビーム２３の仰角を調整するために用いる。追尾制御装置２６および仰角調整装置２７は、マイクロコンピュータ装置２８のプログラム動作によって方位角の制御および仰角の調整をそれぞれ行う。仰角調整は、リモコン装置２９に対する操作入力に応じて行われる。車両２０の運転者などは、車両２０が走行する地域が、始めに仰角が設定されている地域から大きく離れて、新たに仰角の調整が必要になったときにリモコン装置２９を操作し、仰角調整装置２７を作動させて指向性ビーム２３の仰角を調整することができる。
【００６７】
図３は図１のアレーアンテナエレメント４の平面構成を示し、図４は、アレーアンテナエレメント４の側面断面構成を示す。アレーアンテナエレメント４は、大略的に円板状のラジアル導波管３０の一表面上に、複数のマイクロストリップアンテナ素子３１〜３ｎが配置されて形成される平面アンテナの一種である。ラジアル導波管３０の表面上でのマイクロストリップアンテナ素子３１〜３ｎの配置に従って、指向性ビーム２３は特定の方向に形成される。ラジアル導波管３０内の空間には、回転部３の回転軸の位置に設置されるチューナ給電ピン４０が、マイクロストリップアンテナ素子３１〜３ｎが設けられている表面に対向する裏面側から突出している。各マイクロストリップアンテナ素子３１〜３ｎからは、ラジアル導波管３０内の空間にアンテナ素子給電ピン４１〜４ｎがそれぞれ突出する。ラジアル導波管３０は、回転部３に対し、ガイド１３，１４で案内され、チューナ給電ピン４０を中心とする径方向に相対的に変位可能である。アレーアンテナエレメント４としての指向性ビーム２３の仰角θは、ラジアル導波管３０と回転部３との相対的な位置によって定まるので、複数の地域に対応する調整位置でラジアル導波管３０の移動に対する抵抗を大きくするように、スライドロック機構１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…，１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍが設けられる。
【００６８】
なお、回転部３は、固定部２にベアリング５０で回転可能に支持される。回転モータ１２の出力軸には歯車５１が固定され、回転部３の周囲に形成される外歯車５２を回転駆動する。ホトセンサ５による基準位置で、回転部３を固定部２に対して位置決めしてロックする回転ロック機構５３も設けられる。
【００６９】
図５は、アレーアンテナエレメント４で、ラジアル導波管３０の内部に突出するチューナ給電ピン４０に対し、複数のマイクロストリップアンテナ素子３１〜３ｎのうちの２つのマイクロストリップアンテナ素子３ｉ，３ｊからの受信信号が、アンテナ素子給電ピン４ｉ，４ｊから伝達される状態を示す。各マイクロストリップアンテナ素子３ｉ，３ｊは、共通の仰角θでラジアル導波管３０の表面に対して傾斜した方向から到来する衛星放送電波２２を受信する。この際に、異なる位置のマイクロストリップアンテナ素子３ｉ，３ｊ間では、アレーアンテナエレメント４の外部の空間でＰｉｊの行程差を生じる。すなわち、１つのマイクロストリップアンテナ素子３ｉにちょうど到達した衛星放送電波の位相面は、他のマイクロストリップアンテナ素子３ｊにはさらにＰｉｊの距離進んでから到達する。一方マイクロストリップアンテナ素子３ｉに対応するアンテナ素子給電ピン４ｉから、チューナ給電ピン４０までラジアル導波管３０内を伝達する受信信号は、Ｐｉの距離を進む必要がある。これに対して、マイクロストリップアンテナ素子３ｊが受信した信号が、アンテナ素子給電ピン４ｊからチューナ給電ピン４０までラジアル導波管３０内を伝達する距離はＰｊとなる。
【００７０】
図６は、図５に示す２つのマイクロストリップアンテナ素子３ｉ，３ｊの平面配置を示す。２つのマイクロストリップアンテナ素子３ｉ，３ｊで受信する信号の行程差はＰｉｊ−（Ｐｉ−Ｐｊ）であり、これによる位相差が０または２φの整数倍であれば、両方のマイクロストリップアンテナ素子３ｉ，３ｊで受信される信号はそのまま加算されるので利得が大きくなる。複数のマイクロストリップアンテナ素子３１〜３ｎに対して、このような位相差で配置することができれば、全体としての利得を向上させることができる。また、ラジアル導波管３０とチューナ給電ピン４０との相対的な位置を変化させれば、利得が大きくなる仰角θを変えることができる。すなわち、指向性ビーム２３の仰角を変化させることができる。
【００７１】
図７は本実施形態のアンテナ装置１で、衛星放送を受信するための操作手順を示す。アレーアンテナエレメント４の仰角を調整してのエリアの変更は、ステップｓ１でユーザがリモコン装置２９から指示することによって開始する。このときステップｓ２で、受信装置２４に設けられるモニタ用の表示画面などに、現在のエリア設定を表示して確認することができる。エリア変更のタイミングを自動的に判断して、モニタに表示させ、ユーザに知らせるようにすることもできる。
【００７２】
リモコン装置２９からエリア変更の信号を受付けると、たとえば受信装置２４のモニタ画面に、「受信可能な平坦な場所で停車状態」であるか否かの表示を行い、ＯＫであればエリアの変更動作に入る。このような表示を行うのは、エリアの変更動作を安全で確実に行うためである。ただし、「停車状態」、「平坦な所である」といった検出を、自動で行い、動作に入るようにすることもできる。また、放送衛星２１からの衛星放送電波２２を受信可能であるかどうかについては、受信装置２４から出力されるＣ／Ｎ検出電圧等によって容易に判断することができるので、受信可能でない場合のみに、ユーザに対して「平坦な所へ移動して下さい」等の警告を与えるだけにすることもできる。その後に、ユーザが変更エリアを指示するけれども、誤った操作をした場合に警告を与えるようにすることもできる。また、自動的にその地点での最適なエリアを選択するようにすることもできる。
【００７３】
ステップｓ２で、まず▲１▼として変更エリアを認識すると、▲２▼で位置検出回路動作で、ホトセンサ５を動作させ、回転部３を固定部２に対して基準位置に位置合わせを行う動作に移る。この動作では、▲３▼通常の追尾動作を止めて低速回転動作に移る制御を行う。これによってステップｓ３に示すように、回転モータ１２は低速で回転し、回転部３が固定部２に対して相対的に角変位する。
【００７４】
ステップｓ１０では、位置検出回路としてのホトセンサ５が、所定位置を検出するか否かを判断する。所定位置が検出されると、回転部３の固定部２に対する位置合わせが行われていることが確認される。図１のようにホトセンサ５を１組しか設けない場合には、位置合わせ後にラック８の押出しによって変更するエリアに対応する仰角の変化方向によっては、アレーアンテナエレメント４を１８０度回転させる必要がある。ステップｓ１１では、１８０度回転させる必要があるか否かを判断する。必要があると判断されるときには、ステップｓ１２で回転部３の１８０度の回転を行う。ステップｓ１２の１８０度回転後、あるいはステップｓ１１で１８０度回転を行わないと判断された後、ステップｓ１３でマイクロコンピュータ装置２８にホトセンサ５から回転停止信号を送出する。
【００７５】
なお、１８０度回転は、ホトセンサ５での位置決めの後で、回転モータ１２で回転部３を１８０度分回転駆動して行う。ホトセンサ５のような位置検出用の反射型光学的センサを、角変位軸２５に関して対称な両側に配しておき、回転部３非反射部分など、反射状態が他の位置とは異なる反射調整部を配置すれば、１８０度回転を容易に検出することができる。
【００７６】
次にステップｓ２０では、マイクロコンピュータ装置２８は、ホトセンサ５からの回転停止信号に応答し、回転部３を固定部２に対して停止させる。回転部３と固定部２との位置決めが終了した状態で、固定部２に対する回転部３の位置関係を固定するように回転ロック機構５３を作動させてロックを行い、ラック８を動作させる移動モータ７の電源を投入する。回転モータ１２に対しては、ステップｓ２１で、電気的な駆動の停止による回転停止を行う。次にステップｓ２２で、ラック８を押出す方向に移動モータ７を動作させる。マイクロコンピュータ装置２８からの指示に基づいた距離を移動すれば、ステップｓ２３でアレーアンテナエレメント４をスライドロック機構１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…，１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍが設けられる所定位置にロックさせることができる。次にステップｓ２４で、ラック８を戻す方向に移動モータ７を動作させ、ラック８の基端が壁１１に当接する直前の位置に達したら、ステップｓ２５で移動モータ７への電源の供給を切る。ステップｓ２６で、ラック８はばね１０で壁１１の方向に引っ張るように付勢されているので、移動モータ７の駆動を停止しても、ラック８は基端が壁１１に当接するまで機械的に引っ張られ、基準となるゼロ位置に停止する。
【００７７】
以上の説明では、アレーアンテナエレメントとして、ラジアル導波管３０上に複数のマイクロストリップアンテナ素子３１〜３ｎを配置したアレーアンテナエレメント４を用いるようにしているけれども他の形態の平面アンテナを同様に用いることができる。
【００７８】
図８は、本発明の実施の第２形態としてのアンテナ装置６１の概略的な構成を示す。本実施形態では、移動モータ７、ラック８、ピニオン９、ばね１０および壁部材１１を備える仰角調整機構６２，６３を回転部３の角変位軸２５に対して対称となる両側に設ける。これによって、仰角調整機構６２，６３がそれぞれ押出し方向にしかアンテナエレメント４の回転部３に対する変位を行わせることができなくても、いずれの方向の変位も行うことができ、仰角の調整を迅速に行うことができる。
【００７９】
図９は、図１または図８の実施形態での仰角調整装置２７の動作を示す。ステップａ１から動作を開始し、ステップａ２では、車両の運転者などのユーザから図２のリモコン装置２９で受信エリアが指定される。受信エリアは、たとえば全国を複数の領域に区分し、各領域および隣接する領域の一部を含むように設定しておく。一つの受信エリア内では、アンテナエレメント４の仰角を一定にして、仰角追尾を行うことなく衛星放送の受信が可能なように領域の設定を行う。ステップａ３では、指定された受信エリアに対して予め対応づけられている仰角が選択される。ステップａ４では、選択された仰角を得るためのアンテナエレメント４の変位に必要なラック８のゼロ点位置からの押出し量が選択される。押出し量は、複数段階の仰角に対応する設計値と、各設計値の前後の値とを、マイクロコンピュータ装置２８内のＲＯＭなどにデータとして格納しておき、組立誤差等を考慮して、実際に適切な仰角が得られる値が選択されるように調整して準備しておく。
【００８０】
ステップａ５では、移動モータ７を駆動して、アンテナエレメント４を押出す。適切な仰角が得られる位置をロック位置とし、図１の反射型のホトセンサと同様な光学的センサやリミットスイッチなどの機械的スイッチを設けて、アンテナエレメント４の回転部３に対する変位がロック位置に達することを検出可能にしておく。また、いわゆるクリックストップ機構を設けて、ロック位置では回転部３に対するアンテナエレメント４の変位に対する拘束力が大きくなるようにしておくこともできる。ステップａ６でロック位置に達していないことが判明すると、ステップａ５に戻って変位を続ける。ロック位置に達すると、ステップａ７で、ステップａ３で選択された仰角に対応する変位位置であるか否かを判断する。他の仰角に対応するロック位置であるときには、ステップａ５に戻って変位を続ける。
【００８１】
ステップａ７で、選択された仰角に対応するロック位置に変位していると判断されるときには、ステップａ８で、ラック８を戻す戻し量を設定する。戻し量は、ステップａ４で選択した押出し量よりも多く設定する。ステップａ９で移動モータ７をステップａ５とは逆方向に駆動し、ラック８を壁部材１１の方向に戻す。戻し量は押出し量よりも大きいので、ラック８の基端が壁部材１１に当接して、ラック８の移動が機械的に停止させられている状態でも、移動モータ７は駆動され、ラック８を確実にゼロ位置まで戻すことができる。ステップａ１０で、移動モータ７の駆動を停止して動作を終了する。移動モータ７としてステッピングモータを使用すれば、押出し量や戻し量などを駆動するパルスの数に対応させることができるので、移動モータ７を駆動するパルスの数を、ラック８を突出させる押出し時よりも、ラック８を戻す際に多くなるようにしておく。
【００８２】
図１０は、本発明の実施の第３形態としての仰角調整機構６５の部分的な構成を示す。本実施形態では、ラック８を金属などの導電性材料で形成しておき、ラック８が戻る基準位置となるゼロ点位置に導電部材６６を設けておく。仰角調整装置６７は、ラック８の基端が導電部材６６に当接することを電気的に検出して、ラック８のゼロ点位置への戻りを確認することができる。仰角調整装置６７では、ラック８とアレーアンテナエレメント４との間の電気的接触も検出することができる。
【００８３】
図１１は、図１０の実施形態での仰角調整装置６７の動作を示す。ステップｂ１からステップｂ９までの各ステップまでの動作は、図９のステップａ１からステップａ９までの各ステップとそれぞれ同等である。ステップｂ１０では、接点６５，６６間にラック８の基端が接触するゼロ点位置までラック８が戻っているか否かが判断される。ラック８と導電部材６６との間が開放状態であればラック８はゼロ点まで戻っておらず、ステップｂ７に戻ってラックの移動を続ける。ステップｂ８でラック８と導電部材６６との間の電気的な短絡が検出されると、ラック８がゼロ点位置まで戻っていることが確認され、ステップｂ１１で移動モータの駆動を停止して、動作を終了する。ステップｂ８で、戻し量を、ステップｂ４での押出し量よりも多く設定しておけば、ステップｂ１０でのゼロ点戻り検出は、全部の戻し量に対応する戻りではない時点で行われるはずである。
【００８４】
図１２は、図１０の実施形態で、ラック８を押出してアレーアンテナエレメント４をスライド動作させている間に、脱調等の異常が発生していないことを確認する動作を示す。確認の動作の指示は、ラック８がゼロ点位置にある状態で、たとえば図１０のリモコン装置２９を操作して仰角調整装置４７に与える。指示が与えられるとステップｃ１からの動作を開始し、ステップｃ２で移動モータ７を駆動して、ラック８を回転部３の駆動軸方向に押出す。ステップｃ３では、ラック８の先端がアレーアンテナエレメント４の周縁に接触を開始するか否かを、電気的に判断する。接触していなければ、ステップｃ２に戻りラック８の押出しを続ける。ステップｃ３で接触開始が検出されると、ステップｃ４でゼロ点位置から接触までの移動量を算出する。移動モータ７がステッピングモータであれば、移動量は、駆動したパルスの数で表される。
【００８５】
ステップｃ５では、移動モータ７を逆方向に駆動してラック８をゼロ点位置まで戻す。ゼロ点位置へ戻す動作は図１１に示すように行う。次にステップｃ６では、押出し量としてステップｃ４で算出される移動量を設定する。ステップｃ７では、移動モータ７を押出し量分だけ駆動する。ステップｃ８では、ラック８の先端とアレーアンテナエレメント４との間で電気的な接触の開始が検出されるか否かを判断する。接触開始が検出されれば、脱調等の異常が発生していないことが確認され、ステップｃ９で正常と判断して動作を終了する。ステップｃ８で未だ接触開始に至らないときには、脱調等の異常が発生していると判断される。既に接触が開始された後であるときも、位置ずれなどの異常が発生していると判断される。異常が判断されれば、ステップｃ１０で異常表示などを行い、動作を終了する。
【００８６】
図１３は、本発明の実施の第４形態としての仰角調整に関連する構成を示す。本実施形態の仰角調整装置６８は、図１のロック機構１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍでロックされるアレーアンテナエレメント４の位置を、ホトセンサ６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，…，６９ｍからの出力で検出する。ロック機構１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍを、実際に所望の仰角が得られる位置に設けるようにすれば、ラック８の押出しによるアレーアンテナエレメント４のスライド距離の設計値と、アンテナ装置としての組立後の実際の距離との間で誤差があっても、正確な仰角が得られる位置に変位させることができる。なお、ロック位置が複数ある場合、目的とするロック位置に対応するホトセンサ６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，…，６９ｍのみを選択的に動作させ、スライド動作の終了時点の検出を判りやすくしておく。
【００８７】
図１４は、本発明の実施の第５形態として、機械的なロック機構を兼ねるスイッチ７０の概略的な構成を示す。接触部材７１は、リン青銅などのばね用金属材料で板ばね状に形成され、アレーアンテナエレメント４のガイド１３，１４に臨む位置に取付けられる。所望の仰角が得られる位置には、透孔７２が形成される。図１４（ａ）は、アレーアンテナエレメント４がロック位置に位置決めされている状態を示し、図１４（ｂ）はロック位置間をスライドしている状態を示す。接触部材７１は、ロック位置では透孔７２に嵌まり込み、ガイド１３，１４との間での電気的接触は生じない。ロック位置からずれると、接触部材７１はガイド１３，１４に接触する。接触部材７１に抵抗７３を介して正の電源電圧を印加し、ガイド１３，１４を接地しておくと、アレーアンテナエレメント４のスライド変位で、図１４（ｃ）に示すような電圧変化が得られる。すなわち、時刻ｔ１からｔ２までは電圧が高いので、図１４（ａ）に示すようなロック位置にあることが判る。
【００８８】
なお、接触部材７１としては、ローラのものを用いることもできる。ローラをばねでガイド１３，１４側に付勢しておけば、板ばね状の接触部材７１と同様に、ロック位置の検出に用いることができる。ローラを用いる場合は、スライド時のガイド１３，１４との間の摩擦抵抗が小さくなるので、円滑に仰角の調整を行うことができる。
【００８９】
図１５は、本発明の実施の第６形態としての動作を示す。本実施形態では、受信エリアの切換の際に、仰角調整機構はアレーアンテナエレメント４を一旦一番奥のロック位置まで押込む。すなわち、ステップｄ１から動作を開始し、ステップｄ２でリモコン装置２９から受信エリアが指定されると、ステップｄ３で対応する仰角が選択される。ステップｄ４では、選択された仰角を得るために必要なロック位置が選択される。ステップｄ５では、回転部３を基準位置に位置決めし、ラック８を押出して、アレーアンテナエレメント４を１番奥まで押込む。図１では、ロック機構１５ｍ，１６ｍが設けられている位置が、一番端の受信エリアに相当する位置である。
【００９０】
次にステップｄ６で、一番奥のロック位置からステップｄ４で選択したロック位置までの移動に必要な移動量が算出されて、設定される。図１のように、片側からしか押出すことができない場合は、回転部３を１８０度回転させた後、ステップｄ７で移動モータ７を駆動する。ステップｄ８でロック位置に到達しているか否かを判断し、到達するまで移動モータ７の駆動を続ける。到達すれば、ステップｄ９で移動を終了する。なお、図８の実施形態のように、両側に仰角調整機構６２，６３が設けられていれば、ステップｄ６の後、回転部３を１８０度回転させる必要はなく、直ちにアレーアンテナエレメント４を逆方向にスライドさせることができる。
【００９１】
本実施形態の移動では、一旦、最も奥のロック位置にアレーアンテナエレメント４を移動させてから目的のロック位置に移動させるので、最も奥のロック位置を基準として、１回毎にリセットするのと同等の効果を奏して、確実な移動を行うことができる。図１３や図１４の実施形態のように、各ロック位置を電気的に電気的に検出することができれば、どのロック位置を基準とすることもできるけれども、仰角調整機構が押出しのみ可能な場合は、どのロック位置からでも最も奥のロック位置に押出すことができるので、好ましい。
【００９２】
仰角切換のための移動時間を短縮するためには、目的のロック位置以外の移動速度を大きくすればよい。ただし、移動の途中で目的外のロック位置を通過し、ロック位置に機械的なロック機構１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…，１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍが設けられている場合は、ロック位置付近でのトルクを大きくして、ロック位置での抵抗の増大に打ち克つようにする必要がある。
【００９３】
また、一旦最も奥のロック位置に移動させないで、受信エリアの切換に応じて、ロック位置を直接切換えるように移動させることもできる。直接移動するようにすれば、動作時間を短くすることができる。ただし、現在のロック位置を基準として移動量を設定するので、現在位置が何らかの原因でずれていると、切換えられたロック位置もずれてしまう。図１５の実施形態では、現在位置がずれていても、その影響を受けないで新たなロック位置に移動させることができる。
【００９４】
図１６は、本発明の実施の第７形態としての車載用衛星放送受信装置７６の概略的なシステム構成を示す。本実施形態の仰角調整装置７７は、追尾制御装置２６とともに、マイクロコンピュータ装置７８のプログラム動作によって実現される。仰角調整装置７７には、リモコン装置７９から仰角調整動作についての指示を与えることができ、その際に、現在の受信エリアの設定などの情報を表示装置８０に表示してユーザに与えることができる。表示装置８０は、衛星放送のテレビジョン映像を表示するためのモニタであり、液晶表示装置（ＬＣＤ）などが用いられる。
【００９５】
車両２０が走行している間にアレーアンテナエレメント４の仰角を変化させると、走行方向の変化で方位角も変化してしまい、変化させた指向性ビーム２３の仰角が放送衛星２１からの衛星放送電波２２を受信するのに適合しているか否かを確認することが困難になる。本実施形態では、ジャイロセンサ８１などを設け、受信エリアの変更に対応する仰角の切換えを、車両２０が停車中に行えるようにしている。また、受信エリアの変更に伴う仰角の切換えを、傾斜した場所で行うと、水平面に対する指向性ビーム２３の仰角を調整しても、実際の衛星放送電波２２の方向とは合わなくなってしまう。このため、傾斜計８２などを設けて、平坦な場所であることを確認してから、仰角の切換え動作を行えるようにしている。停車中や平坦な場所でない条件で仰角の切換えを行おうとすると、表示装置に警告の表示を行ったり、条件を満たさない限り仰角の切換えを行うことができないように設定しておくこともできる。停車中や平坦地の判断は、車両２０の運転者などのユーザが直接することもできるので、ジャイロセンサ８１や傾斜計８２などは省略することもできる。
【００９６】
表示装置８０に、現在の受信エリアを表示させる動作は、たとえばリモコン装置７９に表示キー８３を設けて、表示キー８３に対する操作で指示することができるようにしておく。運転者などのユーザは、表示される受信エリアと、現在車両２０が走行中の地域とを比較して、受信エリアを切換える必要があるか否かを判断することが容易となる。また隣接する受信エリアの境界付近などを走行中には、いずれの受信エリアに仰角を合わせた方がより適切であるかを判断することが困難である。このため、マイクロコンピュータ装置７８内のメモリ８４に、仰角切換え前に受信装置２４から得られるＣ／Ｎ信号レベルを記憶しておき、受信エリアの切換え動作後に得られるＣ／Ｎ信号レベルを、切換え前と比較することができるようにしておく。切換え後にＣ／Ｎ信号レベルが切換え前よりも低くなっているときには、表示装置８０などでユーザに通知して、切換えが好ましくない結果となったことを認識させることができる。
【００９７】
図１７は、受信エリアの境界付近で、最適な受信エリアを自動的に選択する動作を示す。ステップｅ１から動作を開始し、ステップｅ２では、リモコン装置７９を介して、自動選択機能の作動が指示される。ステップｅ３では、停車中や平坦地などの切換えを行う条件が満たされるのを待つ。条件が満たされると、ステップｅ４で、衛星放送電波２２を受信して、現在の受信エリアでのＣ／Ｎ信号レベルをメモリ８４に記憶する。ステップｅ５では、現在の受信エリアに隣接する受信エリアが有るか否かを判断する。たとえば、現在の受信エリアに対応するロック位置に対して隣接するロック位置が有れば、ステップｅ６でそのロック位置にアレーアンテナエレメント４を移動し、受信エリアの切換えを行う。受信エリアを切換えた後は、ステップｅ４に戻り、その受信エリアについてのＣ／Ｎ信号レベルをメモリ８４に記憶する。次のステップｅ５では、元の受信エリアから仰角の変化方向が逆方向に隣接する受信エリアが有るか否かを判断する。有ると判断されるときには、ステップｅ６でさらにその受信エリアへの切換えを行い、ステップｅ４に戻ってＣ／Ｎ信号レベルの記憶を行う。
【００９８】
元の受信エリアと全部の隣接受信エリアとに対し、衛星放送電波を受信してＣ／Ｎ信号レベルを記憶すれば、ステップｅ５で残りの隣接受信エリアは無いと判断され、ステップｅ７で記憶された各受信エリアのＣ／Ｎ信号レベルの比較を行う。ステップｅ８では、Ｃ／Ｎ信号レベルが最大の受信エリアを最適なエリアとして選択し、仰角をその受信エリアに合うように切換え、ステップｅ９で動作を終了する。
【００９９】
図１８は、本発明の実施の第８形態としての車載用衛星放送受信装置８６の概略的な電気的構成を示す。仰角調整装置８７は、追尾制御装置２６とともにマイクロコンピュータ装置８８によって実現される。本実施形態では、地図データベースを有して現在位置を検出するナビゲーション装置９０を利用して、受信エリア交換のタイミングを判断する。衛星放送の受信装置２４とナビゲーション装置９０とは、共通の表示装置８０をモニタとして使用する。現在位置が一つの受信エリア内から他の受信エリアとの境界付近に近付くと、表示装置８０に受信エリア交換の通知が行われ、ユーザが支持を行えば、図１７に示すような自動選択動作で、受信エリアの切換えが行われる。
【０１００】
図１９は、本発明の実施の第９形態としての概略的な電気的構成を示す。本実施形態では、地上波によるラジオやテレビジョン放送をチューナ９１で受信し、走行中の地域についての情報を取得して、車載用衛星放送受信装置９６の仰角調整装置９７は仰角の調整を行う。仰角調整装置９７は、追尾制御装置２６とともに、マイクロコンピュータ装置９８によって実現される。たとえば地上波の放送を受信することができる放送局が識別されれば、走行中の地域を判断することができる。走行中の地域が判明すれば、現在の受信エリアが適切であるか否かを判断することができ、前述の実施形態と同様にして、適切な受信エリアに切換えることもできる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回転部を位置決め機構で回転基準位置に位置決めした状態で、アンテナエレメントを回転部に対して相対的に移動させて仰角の調整を行うことができる。一つのアンテナエレメントで複数の受信エリアに対応するように仰角を調整することができるので、アンテナエレメントを交換したり、手動で調整したりするような手間も省くことができる。
さらに方位角追尾機構によって回転部を角変位させて放送衛星を追尾する場合、押出し部材が、回転部の面上から退避され、回転部の角変位の障害とならないようにすることができる。
【０１０２】
また本発明によれば、アンテナエレメントの変位を、軸線に対して対称となる両側に設けられる仰角調整機構で同時に行うことができるので、調整に要する時間を短縮することができる。
【０１０３】
また本発明によれば、アンテナエレメントを回転部上で押出して仰角を調整する仰角調整機構を１箇所に設ければよいので、小形化および軽量化を図ることができる。
【０１０４】
また本発明によれば、押出し部材をばねで付勢して押出し基準位置を正確に保つことができるので、押出し部材の変位の基準となる位置の誤差の累積による誤動作を防ぐことができる。
【０１０５】
また本発明によれば、押出し基準位置に壁部材を設けておき、押出し部材を引戻すときに確実に押出し基準位置に当接して位置決めを行うことができる。これによって押出し部材の変位の基準となる位置の誤差の累積による誤動作を防ぐことができる。
【０１０６】
また本発明によれば、押出し部材が押出し基準位置に戻ると、押出し基準位置に設けられる導電部材との接触を電気的に検出することができるので、押出し部材の変位の基準となる位置の誤差の累積による誤動作を防ぐことができる。
【０１０７】
また本発明によれば、予め定める仰角が得られる位置を、光学的センサで識別することができるので、組立て時の取付け位置などのずれを修正して、確実に仰角の調整を行うことができる。
【０１０８】
また本発明によれば、機械的スイッチで確実な仰角に対応するアンテナエレメントの位置を認識し、正確な仰角を設定することができる。
【０１０９】
また本発明によれば、複数の光学的センサで仰角に対応するアンテナエレメントの位置を認識する際に、設定しようとする仰角に対応する位置に設ける光学的センサのみ駆動するので、確実に仰角の調整を行うことができる。
【０１１０】
また本発明によれば、アンテナエレメントを回転部に対して移動させる際に、移動開始時の駆動力を強くするので、特定の仰角に対応する位置で高速力を働かせていても、確実にアンテナエレメントの移動を開始させることができる。移動の終了前には、駆動力を弱くするので、調整すべき仰角に対応させて確実に移動を停止させることができる。
【０１１１】
また本発明によれば、機械的スイッチ機構からの電気的な出力でアンテナエレメントが仰角に対応する位置に停止するようにアンテナエレメントの回転部に対する移動を調整することができる。
【０１１２】
また本発明によれば、仰角に対してアンテナエレメントを停止すべき位置が設計値と異なっても、より適切な位置に停止するように、アンテナエレメントの変位量の設計値およびその前後の値から適切な位置を選択することができる。
【０１１３】
また本発明によれば、仰角調整機構でアンテナエレメントの変位が正しく行われているか否かを変位の前後を比較して確認可能であるので、仰角調整が正しく行われているか否かを確認することができる。
【０１１４】
また本発明によれば、一つの仰角から他の仰角に切換える動作を迅速に行うことができる。
【０１１５】
また本発明によれば、一つの仰角から他の仰角に切換える動作を、最も一方側寄りの仰角に対応する位置に移動させてから行うので、元の仰角の位置にずれが生じていても確実に他の仰角に切換えることができる。
【０１１６】
また本発明によれば、アンテナエレメントの移動速度を変えて、確実に仰角に対応する位置に停止させることができる。
【０１１７】
また本発明によれば、光学的センサを軸線に対して対称となる両側に設けて、仰角調整を行うための回転基準位置への位置決めを確実に行うことができる。
【０１１８】
また本発明によれば、光学的センサを１箇所に設けて、一方向についてアンテナエレメントを回転部上で移動させ、さらに回転部を１８０°角変位させ、他の方向についての調整も行うことができる。
【０１１９】
また本発明によれば、機械的なスイッチで回転部の位置決めを確実に行うことができる。
【０１２０】
また本発明によれば、移動体が停止中に仰角の調整を行うことができる。
また本発明によれば、移動体が平坦な場所に存在するときに仰角の調整を行うことができる。
【０１２１】
また本発明によれば、受信エリアを表示部に表示して、ユーザが入力部に受信エリアを指定する操作を行って、受信エリアに対応する仰角の切換えを行うことができる。
【０１２２】
また本発明によれば、受信エリアを切換えて受信レベルが低下するときに、ユーザに対する通知を行うことができるので、ユーザは受信エリアを元に戻すような操作を行うことができる。
【０１２３】
また本発明によれば、受信レベルが最高となる仰角を自動的に選択することも可能となる。
【０１２４】
また本発明によれば、ナビゲーション装置が検出する移動体の現在位置に基づいて、適切な仰角を選択することができる。
【０１２５】
また本発明によれば、地上波の放送を受信して、放送局に基づいて受信エリアを確認し、仰角を切換えるタイミングを検出して、適切に受信エリアを切換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態としてのアンテナ装置１の概略的な構成を示す簡略化した平面図である。
【図２】図１のアンテナ装置を用いる車載用衛星放送受信装置の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】図１のアレーアンテナエレメント４の平面図である。
【図４】図１のアレーアンテナエレメント４の側面断面図である。
【図５】図１のアレーアンテナエレメント４で、２つのマイクロストリップアンテナ素子３ｉ〜３ｊの配置と指向性ビームの仰角との関係を示す側面断面図である。
【図６】図５の２つのマイクロストリップアンテナ素子３ｉ〜３ｊの平面配置を示す部分的な平面図である。
【図７】図１のアンテナ装置１で仰角調整を行う際の操作手順を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の第２形態としてのアンテナ装置６１の概略的な構成を示す簡略化した平面図である。
【図９】図１または図８の実施形態での仰角調整装置２７の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の第３形態としての仰角調整機構６５の概略的な構成を示す部分的な平面図である。
【図１１】図１０の実施形態での仰角調整装置６７の動作を示すフローチャートである。
【図１２】図１０の実施形態で、脱調等の異常が発生していないことを確認する動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の第４形態としての仰角調整に関連する電気的構成を示す部分的なブロック図である。
【図１４】本発明の実施の第５形態として、機械的なロック機構を兼ねるスイッチ７０の概略的な構成を示す簡略化した断面図、およびその動作を示すタイムチャートである。
【図１５】本発明の実施の第６形態としての動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の第７形態としての車載用衛星放送受信装置７６の概略的なシステム構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６の実施形態で、受信エリアの境界付近で、最適な受信エリアを自動的に選択する動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施の第８形態としての車載用衛星放送受信装置８６の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の実施の第９形態としての車載用衛星放送受信装置９６の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  アンテナ装置
２  固定部
３  回転部
４  アレーアンテナエレメント
５  ホトセンサ
６  透孔
７  移動モータ
８  ラック
９  ピニオン
１０  ばね
１１  壁
１２  回転モータ
１３，１４  ガイド
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，…，１５ｍ；１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，…，１６ｍスライドロック機構
２０  車両
２１  放送衛星
２２  衛星放送電波
２３  指向性ビーム
２４  受信装置
２５  角変位軸
２６  追尾制御装置
２７，６７，７７，８７，９７  仰角調整装置
２８，７８，８８，９８  マイクロコンピュータ装置
２９，７９  リモコン装置
３０  ラジアル導波管
３１〜３ｎ  マイクロストリップアンテナ素子
４０  チューナ給電ピン
４１〜４ｎ  アンテナ素子給電ピン
５３  回転ロック機構
６２，６３，６５  仰角調整機構
６６  導電部材
６９ａ，６９ｂ，６９ｃ，…，６９ｍ  ホトセンサ
７０  スイッチ
７６，８６，９６  車載用衛星放送受信装置
８０  表示装置
８１  ジャイロセンサ
８２  傾斜計
８３  表示キー
９０  ナビゲーション装置
９１  チューナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003987211.tif 000017
【図１７】
0003987211.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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