(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、前記アンテナを回転制御してその指向方向が衛星の方向に向くようにする回転制御部とを備え、前記回転制御部には前記アンテナで受信した電波の受信強度を所定の時間間隔毎に検出する受信強度検出手段と、検出された前記受信強度が複数に分けられたレベル領域のいずれに該当するかを判定するレベル判定手段と、前記レベル領域に対応して前記アンテナの回転速度を設定する回転速度制御手段とを有し、前記レベル判定手段には前記受信強度と比較する基準閾値に対してそれよりも所定のレベル高い上側閾値と所定のレベル低い下側閾値とを設定し、前記受信強度が上昇中であるときは前記受信強度を前記上側閾値と比較し、前記受信強度が下降中であるときは前記受信強度を前記下側閾値と比較するようにしたことを特徴とする車載用アンテナ装置。
【請求項２】
前記基準閾値のうち最もレベルの高い基準閾値に対して前記上側閾値と前記下側閾値とを設定したことを特徴とする請求項１に記載の車載用アンテナ装置。
【請求項３】
前記受信強度の前記レベル領域が高いときほど前記回転速度を遅くしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衛星からの電波を常に最高の感度で受信できるように、アンテナを回転制御する車載用アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車載用アンテナ装置を図５によって説明する。円盤状のアンテナ２１は衛星に対する仰角と固有の指向特性を有し、モータ２２によって回転制御される。アンテナ２１は衛星からの電波（ほぼ１１乃至１３ＧＨｚ）を受信して低雑音コンバータ２３に入力する。低雑音コンバータ２３は入力された電波を１乃至２ＧＨｚに周波数変換して分配器２４に入力する。分配器２４の一方の出力はＢＳチューナ２５に入力され、他方の出力は回転制御部２６の受信強度検出手段２６ａに入力される。受信強度検出手段２６ａは電波の受信強度を検出し、アナログ電圧またはそれに対応するデジタル信号に変換すると共にレベル判定手段２６ｂに入力する。
【０００３】
レベル判定手段２６ｂには、レベルの異なる、例えば二つの閾値が設定されており、検出された受信強度が前記閾値と比較される。そして、受信強度が高い方の閾値以上である第一のレベル領域であるか又は二つの閾値の間である第二のレベル領域であるか又は低い方の閾値以下である第三のレベル領域であるかが判定される。
【０００４】
電波の受信強度はアンテナの指向特性と衛星に対するアンテナの方向とによって異なり、指向特性の主ローブがアンテナの方向からずれるほど受信強度が低下するので、受信強度が第三のレベル領域となれば主ローブの方向とアンテナの方向とがほぼ一致していることになる。
そして、レベル判定手段２６ｂは受信強度に対応した判定結果を回転速度制御手段２６ｃに出力する。
【０００５】
回転速度制御手段２６ｃは判定された各レベル領域に対応してアンテナの回転速度を設定するための回転速度信号をモータドライバ２６ｄに出力する。つまり、判定結果が第一のレベル領域であればモータ２２を最も遅い速度で回転するための回転速度信号を出力し、第二のレベルであればモータ２２を中間の速度で回転するための回転速度信号を出力し、第三のレベルであればモータ２２を最も速い速度で回転するための回転速度信号を出力する。モータドライバ２６ｄは入力された回転速度信号によってモータ２２を回転する。
【０００６】
よって、アンテナ２１の回転速度は受信強度が低いほど速く、受信強度が高いほど遅くなるように制御される。この回転制御の方法によってアンテナ２１は短時間で受信強度が大きくなる角度まで回転され、その後は速度を落として正確に受信強度が最大となる方向に向くように制御される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、受信強度が閾値の上下に変化したときは判定されるレベル領域がその都度変化するのでアンテナの回転速度も変化する。従って回転動作がスムーズにならず不安定となる。また、受信強度は天候等の影響を受けるので、それにともなって受信強度も変化するので、一旦捕らえた電波を安易に逃さないように、また、受信強度が低い方から増加したときに容易に副ローブの信号を捕らえないようにする必要がある。
【０００８】
そこで、本発明では受信強度の変化にともなってアンテナの回転速度が頻繁に変化するのを避けて回転を安定にし、衛星追尾の性能を向上することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、本発明では、アンテナと、前記アンテナを回転制御してその指向方向が衛星の方向に向くようにする回転制御部とを備え、前記回転制御部には前記アンテナで受信した電波の受信強度を所定の時間間隔毎に検出する受信強度検出手段と、検出された前記受信強度が複数に分けられたレベル領域のいずれに該当するかを判定するレベル判定手段と、前記レベル領域に対応して前記アンテナの回転速度を設定する回転速度制御手段とを有し、前記レベル判定手段には前記受信強度と比較する基準閾値に対してそれよりも所定のレベル高い上側閾値と所定のレベル低い下側閾値とを設定し、前記受信強度が上昇中であるときは前記受信強度を前記上側閾値と比較し、前記受信強度が下降中であるときは前記受信強度を前記下側閾値と比較するようにした。
【００１０】
また、前記基準閾値のうち最もレベルの高い基準閾値に対して前記上側閾値と前記下側閾値とを設定した。
【００１１】
また、前記受信強度の前記レベル領域が高いときほど前記回転速度を遅くした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の車載用アンテナ装置を図１乃至図４によって説明する。図１は車載用アンテナ装置の全体の構成図、図２はアンテナの受信強度特性図、図３は受信強度のレベル領域を判定するときの判定手順を説明するフローチャート、図４は受信強度の変化時のレベル判定を示す図である。
【００１３】
まず、図１において、円盤状のアンテナ１は衛星に対する仰角と固有の指向特性を有し、モータ２によって回転制御される。アンテナ１は衛星からの電波（ほぼ１１乃至１３ＧＨｚ）を受信して低雑音コンバータ３に入力する。図２はアンテナを回転して衛星からの電波を受信した際の受信強度を示し、この特性はアンテナの指向特性によって決まる。そして中央の領域Ｍが指向特性の主ローブによるものであり、その両側の領域Ｓ１、Ｓ２が副ローブによるものである。
【００１４】
低雑音コンバータ３は入力された電波を１乃至２ＧＨｚに周波数変換して分配器４に入力する。分配器４の一方の出力はＢＳチューナ５に入力され、他方の出力は回転制御部６の受信強度検出手段６ａに入力される。受信強度検出手段６ａは電波の受信強度を検出し、アナログ電圧またはそれに対応するデジタル信号に変換すると共にレベル判定手段６ｂに入力する。
【００１５】
レベル判定手段６ｂはマイコンによって構成され、その中には、仮想的な二つの基準閾値（第一の基準閾値Ｒ１、第二の基準閾値Ｒ２、Ｒ１＞Ｒ２とする）のそれぞれの上下に所定のレベル異なる上側閾値Ｒ１Ｕ、Ｒ２Ｕと下側閾値Ｒ１Ｌ、Ｒ２Ｌとがプログラムによって設定されている。各上側閾値Ｒ１Ｕ、Ｒ２Ｕ及び下側閾値Ｒ１Ｌ、Ｒ２Ｌは受信強度と比較するための実際の閾値である。そして、第一の基準閾値Ｒ１に対応する上側閾値Ｒ１Ｕ、下側閾値Ｒ１Ｌ、を主ローブによる領域Ｍの受信強度の範囲内に設定し、第二の基準閾値Ｒ２に対応する上側閾値Ｒ２Ｕ、下側閾値Ｒ２Ｌを副ローブによる領域Ｓ１の受信強度の範囲内に設定される。
【００１６】
そして、レベル判定手段６ｂにおいては、検出された受信強度が上側閾値Ｒ１Ｕ、Ｒ２Ｕ及び下側閾値Ｒ１Ｌ、Ｒ２Ｌと比較され、大まかに第一の基準閾値Ｒ１以上の第一のレベル領域（Ｌ１）であるか、第一の基準閾値Ｒ１と第二の基準閾値Ｒ２との間である第二のレベル領域（Ｌ２）であるか、第二の基準閾値Ｒ２以下の第三のレベル領域（Ｌ３）であるかが判定される。そして、各レベルに対応する判定結果が回転速度制御手段６ｃに入力される。
【００１７】
回転速度制御手段６ｃは判定結果に対応した回転速度信号を出力する。つまり、判定結果が第一のレベル領域Ｌ１であればモータ２を最も遅い速度で回転するための回転速度信号を出力し、第二のレベル領域Ｌ２であればモータ２を中間の速度で回転するための回転速度信号を出力し、第三のレベル領域Ｌ３であればモータ２を最も速い速度で回転するための回転速度信号を出力する。回転速度信号はモータドライバ６ｄに入力され、モータ２はその回転速度で回転する。
【００１８】
次に、レベル判定手段６ｂによる受信強度と上側閾値Ｒ１Ｕ、Ｒ２Ｕ及び下側閾値Ｒ１Ｌ、Ｒ２Ｌとの比較動作を図３及び図４によって説明する。説明を簡単にするために、第二の基準閾値Ｒ２に対応する上側閾値Ｒ２Ｕ、下側閾値Ｒ２Ｌが設定されていないものとし、第二の基準閾値Ｒ２と、第一の基準閾値Ｒ１に対応する上側閾値Ｒ１Ｕ及び下側閾値Ｒ１Ｌとが設定されているものとする。第二の基準閾値Ｒ２がノイズレベルに近い場合には上側閾値Ｒ２Ｕ、下側閾値Ｒ２Ｌを設定するする必要がない。
【００１９】
図３において、先ず、検出された受信強度（Ｅ）がステップ（Ｓ１）でレベル判定手段６ｂに入力されると、ステップ（Ｓ２）では受信強度が第二の基準閾値Ｒ２よりも高いかが比較される。ここで、Ｅ＜Ｒ２ならば受信強度が第三のレベル領域Ｌ３であると判定される。Ｅ＞Ｒ２ならばステップ（Ｓ３）に進み、前回に検出した受信強度と今回検出した受信強度との変化状況から受信強度が上昇中であるかが判断される。ここで、上昇中であればステップ（Ｓ４）に進み、第一の基準閾値Ｒ１に対応する上側閾値Ｒ１Ｕよりも高いかが比較される。
【００２０】
そして、上昇中で且つＥ＞Ｒ１Ｕであれば受信強度が第１のレベル領域Ｌ１であると判定される。もしＥ＜Ｒ１Ｕであれば受信強度が第２のレベル領域Ｌ２であると判定される。つまり、受信強度が上昇中のときは上側閾値Ｒ１Ｕと比較されて第一のレベル領域Ｌ１であるか第二のレベル領域Ｌ２であるかが判定される。以上のステップ（４）における判定の様子を示したのが図４のＵＰの領域である。
【００２１】
一方、ステップ（Ｓ３）において受信強度が下降中であればステップ（Ｓ５）に進み、受信強度は下側閾値Ｒ１Ｌよりも高いかが比較される。そして、Ｅ＞Ｒ１Ｌであれば受信強度が第１のレベル領域Ｌ１であると判定され、Ｅ＜Ｒ１Ｌであれば第二のレベル領域Ｌ２であると判定される。すなわち、受信強度が下降中のときは下側閾値Ｒ１Ｌと比較されて第一のレベル領域Ｌ１であるか第二のレベル領域Ｌ２であるかが判定される。以上のステップ（５）における判定の様子を示したのが図４のＤＯＵＮの領域である。
【００２２】
よって、受信強度が上側閾値Ｒ１Ｕと下側閾値Ｒ１Ｌとの間で変化した場合にもそれらの中間の基準閾値Ｒ１と比較されないので、判定されるレベル領域が頻繁に変化することが無くアンテナは安定して回転する。そして、アンテナ１の回転速度は受信強度のレベル領域が低いほど速く、高いほど遅くなるように制御されるので、この回転制御の方法によってアンテナ１は短時間でしかも正確に受信強度が最大となる方向に向くように制御される。最大の受信強度になったところでアンテナ１の回転が停止してＢＳチューナ５によって衛星信号の電波が受信される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、回転制御部にはアンテナで受信した電波の受信強度を所定の時間間隔毎に検出する受信強度検出手段と、検出された受信強度が複数に分けられたレベル領域のいずれに該当するかを判定するレベル判定手段と、レベル領域に対応してアンテナの回転速度を設定する回転速度制御手段とを有し、レベル判定手段には受信強度と比較する基準閾値に対してそれよりも所定のレベル高い上側閾値と所定のレベル低い下側閾値とを設定し、受信強度が上昇中であるときは受信強度を上側閾値と比較し、受信強度が下降中であるときは受信強度を下側閾値と比較するようにしたので、受信強度が上側閾値と下側閾値との間で変化した場合にもそれらの中間の基準閾値と比較されないので、判定されるレベル領域が頻繁に変化することが無くアンテナは安定して回転する。
【００２４】
また、基準閾値のうち最もレベルの高い基準閾値に対して上側閾値と下側閾値とを設定したので、レベルの低い基準閾値がノイズレベルに近い場合にはレベル領域の判定が速くなる。
【００２５】
また、受信強度のレベル領域が高いときほど回転速度を遅くしたので、アンテナは短時間でしかも正確に受信強度が最大となる方向に向くように回転制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車載用アンテナ装置の構成図である。
【図２】本発明の車載用アンテナ装置におけるアンテナの受信強度特性図である。
【図３】本発明の車載用アンテナ装置における受信強度のレベルを判定する手順示すフローチャートである。
【図４】本発明の車載用アンテナ装置における受信強度の変化に対するレベル判定の様子を示す図である。
【図５】従来の車載用アンテナ装置の構成図である。
【符号の説明】
１  アンテナ
２  モータ
３  低雑音コンバータ
４  分配器
５  ＢＳチューナ
６  回転制御部
６ａ  受信強度検出手段
６ｂ  レベル判定手段
６ｃ  回転速度制御手段
６ｄ  モータドライバ
【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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