ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ ОРИЕНТАЦИИ АНТЕННЫ И СПОСОБ УСТАНОВКИ АНТЕННОГО УСТРОЙСТВА
AUXILIARY DEVICE FOR ADJUSTING ORIENTATION OF ANTENNA AND METHOD OF MOUNTING ANTENNA DEVICE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Данное изобретение относится к устройству, которое помогает в настройке ориентации антенны.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] При установке направленной антенны важно расположить ее в подходящем направлении для максимизации уровня приема. В настоящее время, при настройке ориентации антенны, работник осуществляет поиск ориентации с максимальным уровнем приема методом проб и ошибок посредством изменения ориентации антенны пошаговым способом и устанавливает антенну в этой ориентации.
Однако, поскольку для настройки ориентации антенны необходимо установить две ориентации, угол возвышения и азимут, очень сложно на практике установить ориентацию антенны в направлении, в котором может быть достигнут максимальный уровень приема. Установка антенны в направлении с максимальным уровнем приема пошаговым способом посредством выполнения точной настройки угла возвышения и азимута посредством проверки каждый раз уровня приема занимает много времени. Поскольку с недавнего времени используются радиоволны с частотами в диапазоне миллиметровых волн, требуется установить ориентацию антенны относительно антенны источника волн с такой точностью, как будто требуется пройти сквозь угольное ушко. Например, в настоящее время требуется очень точная угловая настройка, с точностью до 1.0° или меньше, например 0.4° или 0.2°. Рассматривая случай монтажа антенны на мачту или что-либо подобное с использованием монтажного кронштейна, такие углы могут быть получены менее чем за один оборот монтажного винта. Необходим значительный опыт для точной настройки ориентации антенны посредством проб и ошибок без таких критериев, как показатель.
[0003] Предлагаются способы для помощи в установке ориентации антенны в направлении источника волн (например, патентная литература 1, 2 и 3).
Например, в патентной литературе 1 описывается радиопеленгатор, который осуществляет поиск источника радиоизлучения. Радиопеленгатор включает в себя радиопеленгаторную антенную решетку и камеру, смонтированную на антенной решетке. Объектив камеры выровнен таким образом, что его оптическая ось является по существу перпендикулярной вертикальной плоскости антенной решетки. В этой конструкции, изображение объекта, который, как предполагается, является источником радиоизлучения, получается посредством камеры. Дополнительно, принятый сигнал, который принимается посредством антенной решетки, визуализируется посредством технологии, такой как радиоголография, и выводится в виде изображения источника волн. Затем, экран, на котором изображения камеры и источника волн отображаются и накладываются одно на другое, обеспечивается для работника. При просмотре экрана, работник может определить объект в качестве источника радиоизлучения.
[0004] В патентной литературе 2 и 3, камера, которая выравнивается относительно антенны, монтируется на антенне, и эта камера используется в качестве визирного устройства. Источник радиоизлучения определяется посредством камеры, и ориентация антенны настраивается таким образом, чтобы источник радиоизлучения переместился к центру экрана. Таким образом, определение источника радиоизлучения посредством камеры или использование камеры в качестве визирного устройства помогает при настройке ориентации антенны.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
[0005] PTL1: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2007-33380
PTL2: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2007-88576
PTL3: Публикация нерассмотренной заявки на патент Японии № 2005-72780
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
[0006] Однако, следует отметить, что технологии, описанные в патентной литературе 1, 2 и 3, имеют следующие проблемы.
Во-первых, нелегко обеспечить выравнивание оптической оси камеры в направлении приема антенны с высокой точностью. Ошибка выравнивания должна быть 1.0° или меньше, и невозможно вручную выровнять оптическую ось камеры с направлением приема антенны на месте установки антенны. Таким образом, производитель антенны должен производить и продавать антенное устройство с прикрепленной к нему выровненной камерой; однако, прикрепление камеры к каждой антенне приводит к значительному увеличению стоимости.
Во-вторых, такая камера должна иметь свойство значительного масштабирования изображения. Большое оптическое устройство требуется для получения изображения источника радиоизлучения с расстояния нескольких сот метров или нескольких километров. Это также вызывает значительное увеличение стоимости.
В-третьих, проблемой является то, что направление радиоизлучения от источника радиоизлучения не всегда является перпендикулярным к плоскости антенны источника радиоизлучения. Когда направление радиоизлучения отклоняется даже незначительно от плоскости антенны, даже если ориентация антенны настроена в правильном направлении по отношению к плоскости антенны источника радиоизлучения, то эта ориентация не обязательно является ориентацией, при которой достигается максимальный уровень приема.
[0007] Примерной задачей данного изобретения является обеспечение устройства, которое может помочь в настройке ориентации антенны с высокой точностью в простой и недорогой конструкции.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
[0008] Вспомогательное устройство для настройки ориентации антенны согласно примерному аспекту данного изобретения включает в себя блок детектирования интенсивности приема для детектирования интенсивности приема радиоволн, принимаемых посредством антенного блока, блок вычисления положения для вычисления относительного углового положения антенного блока с использованием изображения, полученного посредством камеры, зафиксированной относительно антенного блока, и блок записи интенсивности приема для записи относительного углового положения антенного блока и интенсивности приема при этом относительном угловом положении совместно друг с другом.
[0009] Вспомогательная программа настройки ориентации согласно примерному аспекту данного изобретения предписывает компьютеру функционировать в качестве блока детектирования интенсивности приема для детектирования интенсивности приема радиоволн, принятых посредством антенного блока, блока вычисления положения для вычисления относительного углового положения антенного блока с использованием изображения, полученного посредством камеры, зафиксированной относительно антенного блока, и блока записи интенсивности приема для записи относительного углового положения антенного блока и интенсивности приема при этом относительном угловом положении совместно друг с другом.
[0010] Энергонезависимый носитель записи согласно примерному аспекту данного изобретения хранит вспомогательную программу настройки ориентации антенны компьютерно-читаемым способом.
[0011] Способ установки антенного устройства согласно примерному аспекту данного изобретения включает в себя этап временной установки антенного устройства, этап монтажа камеры на антенном устройстве таким образом, чтобы ее положение и ориентация не смещались относительно антенного блока антенного устройства, этап вычисления положения для вычисления относительного углового положения антенного блока с использованием изображения, полученного посредством камеры, этап детектирования интенсивности приема для детектирования интенсивности приема радиоволн, принимаемых посредством антенного блока, и этап записи интенсивности приема для записи относительного углового положения антенного блока и интенсивности приема при этом относительном угловом положении совместно друг с другом, причем этап вычисления положения, этап детектирования интенсивности приема и этап записи интенсивности приема повторяются при изменении ориентации антенного блока.
ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] Согласно примерным аспектам данного изобретения, любой работник может быстро и точно устанавливать антенное устройство.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] Фиг. 1 является видом, показывающим выполнение установки антенного устройства согласно первому примерному варианту осуществления.
Фиг. 2 является видом, показывающим случай, когда камера фиксируется на антенном блоке с использованием монтажного приспособления.
Фиг. 3 является функциональной блок-схемой вспомогательной системы настройки ориентации антенны.
Фиг. 4 является последовательностью операций, показывающей процедуру настройки ориентации антенного блока на наиболее подходящее направление.
Фиг. 5 является последовательностью операций, показывающей подробную процедуру этапа поиска наилучшего направления приема.
Фиг. 6 является видом, показывающим антенное устройство при наблюдении сверху.
Фиг. 7 является видом, показывающим пример захваченного изображения.
Фиг. 8 является видом, показывающим пример экрана дисплея.
Фиг. 9 является видом, показывающим состояние, в котором азимут антенного блока незначительно смещен.
Фиг. 10 является видом, показывающим пример захваченного изображения.
Фиг. 11 является видом, показывающим состояние, в котором текущее изображение накладывается на начальное изображение.
Фиг. 12 является видом, показывающим промежуток между текущим изображением и начальным изображением.
Фиг. 13 является видом, показывающим пример диаграмм направленности радиоизлучения от противоположной антенны и пошаговое изменение ориентации антенны согласно этим диаграммам направленности.
Фиг. 14A является графиком, показывающим изменение интенсивности приема при изменении ориентации антенного блока.
Фиг. 14B является графиком, показывающим изменение интенсивности приема при изменении ориентации антенного блока.
Фиг. 14C является графиком, показывающим изменение интенсивности приема при изменении ориентации антенного блока.
Фиг. 15 является последовательностью операций этапа настройки ориентации антенного блока.
Фиг. 16 является видом, показывающим промежуток между текущим положением и пиковым положением.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0014] Примерные варианты осуществления данного изобретения показаны на чертежах и описаны ниже со ссылкой на ссылочные символы элементов на чертежах.
(ПЕРВЫЙ ПРИМЕРНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ)
Ниже описывается первый примерный вариант осуществления данного изобретения.
Фиг. 1 является видом, показывающим выполнение установки антенного устройства 100 согласно этому примерному варианту осуществления. Может быть использовано известное антенное устройство. Хотя в качестве примера показана так называемая параболическая антенна, тип антенны конкретно не ограничивается при применении этого примерного варианта осуществления.
[0015] Конструкция антенного устройства 100, хотя и является известной, кратко описана ниже.
Фиг. 1 показывает антенное устройство 100, смонтированное на мачте 10, при наблюдении сзади.
Антенное устройство 100 включает в себя антенный блок 110, приемо-передающий блок 120 и средство 130 монтажа.
Приемо-передающий блок 120 является блоком электрических цепей, который включает в себя приемную цепь 121 и передающую цепь 122 (см. Фиг. 3) и выполняет модуляцию и демодуляцию сигналов при необходимости.
Приемо-передающий блок 120 включает в себя корпус 123, который служит в качестве корпуса для блоков (121, 122) электрических цепей, хранящихся в корпусе 123, и он присоединяется к задней стороне антенного блока 110. Задняя сторона антенного блока 110 и приемо-передающий блок 120 соединяются посредством соединительного механизма (не показан), хоть это и не показано подробно.
[0016] Средство 130 монтажа устанавливает и фиксирует антенный блок 110 и приемо-передающий блок 120.
Случай, когда средство 130 монтажа фиксирует антенный блок 110 и приемо-передающий блок 120 на мачте 10, показан в качестве примера.
Средство 130 монтажа включает в себя зажимное средство 140 и приспособление 150 для настройки угла возвышения.
Зажимное средство 140 включает в себя удерживающий элемент 141 и принимающий элемент 142, которые удерживают мачту 10 плотно с обеих сторон. Оба этих элемента соединяются посредством соединительного болта 143. При плотном удерживании мачты 10 удерживающим элементом 141 и принимающим элементом 142 с обеих сторон, ориентация (азимут) антенного блока 110 может быть настроена посредством настройки ориентации (азимута) принимающего элемента 142. Дополнительно, посредством настройки промежутка между удерживающим элементом 141 и принимающим элементом 142 посредством вращения соединительного болта 143, ориентация (азимут) антенного блока 110 может быть настроена относительно мачты 10 в качестве центра вращения.
[0017] Приспособление 150 для настройки угла возвышения соединяет антенный блок 110 и приемо-передающий блок 120 с зажимным средством 140, обеспечивая возможность настройки угла возвышения антенного блока 110. Приспособление 150 для настройки угла возвышения прикрепляется к принимающему элементу 142 со стороны его опорной концевой стороны (151) и прикрепляется к задней стороне антенного блока 110 со стороны его направляющей концевой стороны. (Следует отметить, что на фиг. 1 направляющая концевая сторона приспособления 150 для настройки угла возвышения скрыта за корпусом 123.)
Опорная концевая сторона (151) приспособления 150 для настройки угла возвышения имеет несколько продолговатых отверстий 152, и приспособление 150 для настройки угла возвышения крепится к принимающему элементу 142 посредством монтажных винтов 153, которые вставляются через продолговатые отверстия 152.
Опорный конец 151 приспособления 150 для настройки угла возвышения снабжается настроечным винтом 154, который направлен по существу вертикально, и настроечный винт 154 ввинчивается также в принимающий элемент 142. Посредством вращения перемещая настроечный винт 154 вперед и назад, опорный конец 151 приспособления 150 для настройки угла возвышения поворачивается относительно принимающего элемента 142 вокруг монтажного винта 153 в качестве оси. Таким образом, угол возвышения антенного блока 110 может быть настроен посредством вращения настроечного винта 154.
[0018] Вспомогательная система настройки ориентации антенны согласно этому примерному варианту осуществления описана ниже.
Конфигурация аппаратного обеспечения вспомогательной системы настройки ориентации антенны по меньшей мере включает в себя камеру 200 и PC (персональный компьютер) 300, как показано на фиг. 1.
Камера 200 может быть цифровой камерой или переносным терминалом (например, мобильным телефоном) с функцией камеры. На фиг. 1, камера 200 смонтирована на задней стороне антенного блока 110, и направление, в котором объектив камеры 200 получает изображение, не имеет отношения к направлению, в котором антенное устройство 100 принимает радиоволны. Подобно этому примеру, направление, в котором камера 200 получает изображение, является произвольным.
Следует отметить, однако, что из последующего описания будет очевидно, что объект, положение которого устанавливается (фиксируется), должен быть в пределах области изображения. Другими словами, направление изображения, на котором получается только изображение неба, является бесполезным. Предпочтительно, чтобы конструкция, такая как строение или дом, например, оказалась на изображении. Дополнительно, если возможно, является более предпочтительным, чтобы объект с четким цветом, формой или чем-либо подобным оказался на изображении. Работник, который устанавливает антенное устройство 100, осматривает окрестности и приблизительно определяет ориентацию камеры 200 таким образом, чтобы описанная выше конструкция оказалась на изображении. Затем, работник неподвижно монтирует камеру 200 в подходящем положении на антенном устройстве 100.
[0019] В случае монтажа камеры 200 на верхней поверхности корпуса 123, как показано на фиг. 1, самым легким способом крепления камеры 200 к корпусу 123 является крепление с использованием двусторонней клейкой ленты. Следует отметить, однако, что даже когда используется этот самый легкий способ, необходимо, чтобы положения и ориентации антенного блока 110 и камеры 200 не смещались относительно друг друга. Иначе говоря, если положение или ориентация антенного блока 110 изменяется, то положение или ориентация камеры 200 должны изменяться таким же образом.
[0020] Фиг. 2 показывает, для примера, случай, когда камера 200 фиксируется на антенном блоке 110 с использованием данного монтажного приспособления 220. Подобно этому примеру, камера 200 может быть обращена, само собой разумеется, в одном направлении с направлением приема антенного блока 110.
[0021] PC 300 может быть любым компьютером при условии, что он включает в себя запоминающее устройство и CPU и может реализовать конкретные функции обработки посредством загрузки программы, и он может быть, например, переносным мини-компьютером.
Например, PC 300 может быть PC типа ноутбук. Хотя он может называться различным образом, например ноутбук, компактный портативный компьютер, карманный компьютер и ультрабук, такая разница в названии, само собой разумеется, не имеет значения для сущности данного изобретения. Дополнительно, PC 300 может быть современным планшетным терминалом, смартфоном или чем-либо подобным.
[0022] Фиг. 3 является функциональной блок-схемой вспомогательной системы настройки ориентации антенны.
На фиг. 3, блок 400 обработки является функциональным блоком, который вводится в действие, когда CPU PC 300 загружает программу.
Блок 400 обработки включает в себя блок 410 обработки изображения, блок 420 детектирования интенсивности приема, блок 430 записи интенсивности приема, блок 440 поиска пика и блок 450 команд настройки.
Дополнительно, блок 410 обработки изображения включает в себя блок 411 захвата изображения, блок 412 записи начального изображения, блок 413 обработки согласования изображений и блок 414 вычисления смещения (блок вычисления положения).
Блок 450 команд настройки включает в себя блок 451 записи пикового положения и блок 452 вычисления промежутка.
ПОДРОБНОЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ КАЖДОГО ФУНКЦИОНАЛЬНОГО БЛОКА ОПИСАНО НИЖЕ СО ССЫЛКОЙ НА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ И ЧЕРТЕЖ.
[0023] Фиг. 4 является последовательностью операций, показывающей процедуру настройки ориентации антенны в наиболее подходящем направлении.
Способ настройки ориентации антенны, в общем, включает в себя этап подготовки (ST100), этап поиска наилучшего направления приема (ST200) и этап настройки ориентации антенны (ST300).
КАЖДЫЙ ИЗ ЭТАПОВ ОПИСАН НИЖЕ.
[0024] Этап подготовки (ST100) включает в себя этап временной установки антенного устройства 100 (ST110), этап монтажа камеры 200 на антенном устройстве 100 (ST120), этап монтажа проводов (ST130) и этап запуска PC 300 (ST140).
[0025] Этап временной установки антенного устройства 100 (ST110) является этапом установки антенного устройства 100 в конкретном месте установки с использованием средства 130 монтажа, как уже показано на фиг. 1.
На этом этапе, ориентация антенного блока 110 может быть приблизительно настроена на некоторый азимут и угол возвышения. Например, ориентация антенного блока 110 может быть установлена в направлении противоположной станции с использованием компаса (азимутального магнита) или ориентация антенного блока 110 может быть установлена в направлении противоположной станции после идентификации противоположной станции с использованием телескопа.
Следует отметить, что хотя точная настройка будет выполнена позже (ST300), поскольку трудно выполнить точную настройку, если существует промежуток величиной 10° или 20°, этот промежуток предпочтительно находится в пределах диапазона около 5°, в обе стороны, например, относительно направления, которое, как предполагается, является наилучшим.
[0026] Этап монтажа камеры 200 (ST120) также описан ранее со ссылкой на фиг. 1. Работник осматривает окрестности и приблизительно определяет ориентацию камеры 200 таким образом, чтобы некоторая конструкция, если возможно, оказалась на изображении, и, затем, неподвижно монтирует камеру 200 в подходящем положении на антенном устройстве 100.
[0027] Затем, к PC 300 присоединяются провода. Конкретно, сначала соединяются камера 200 и PC 300. Затем, монтаж проводов выполняется таким образом, чтобы уровень приема антенного устройства 100 мог быть детектирован посредством PC 300. Конкретно, приемная цепь 121 приемо-передающего блока 120 соединяется с PC 300.
[0028] Хотя на фиг. 1 показан пример, в котором камера 200 и антенное устройство 100 соединяются с PC 300 посредством проводов, они могут соединяться беспроводным способом.
[0029] После выполнения монтажа проводов, PC 300 запускается (ST140), и загружается конкретная программа (вспомогательная программа настройки ориентации антенны). Этап подготовки на этом заканчивается.
[0030] Далее описан этап поиска направления наилучшего приема (ST200).
Фиг. 5 является последовательностью операций, показывающей подробную процедуру этапа поиска направления наилучшего приема (ST200).
Сначала должен быть выполнен захват начального изображения. Камера 200 уже смонтирована на антенном устройстве 100, и работник захватывает текущее изображение в камере 200 в качестве начального изображения (ST310). Фиг. 6 является видом, показывающим антенное устройство 100 при наблюдении сверху.
(Иначе говоря, фиг. 6 является видом, показывающим антенное устройство 100 при наблюдении по направлению стрелки VI на фиг. 1.)
На фиг. 6, диапазон изображения камеры 200 указан пунктирной линией. (Следует отметить, что пунктирная линия с чередующимися короткими и длинными штрихами указывает на центральную линию диапазона изображения.)
В примере фиг. 6, предполагается, что строение 20 находится вблизи центра диапазона изображения камеры 200. Таким образом, строение 20 оказывается вблизи центра изображения камеры, как показано на фиг. 7. Изображение камеры отображается на устройстве отображения 310 PC 300 посредством блока 411 захвата изображения.
[0031] Фиг. 8 является видом, показывающим пример экрана дисплея. Экран дисплея, как правило, разделяется на четыре области, и верхняя левая область является областью R10 отображения начального изображения, которая отображает начальное изображение. Работник рассматривает изображение, отображенное в области R10 отображения начального изображения, и распознает, что объект (20), который может служить в качестве наземного ориентира, оказывается на изображении, и, затем, нажимает кнопку 341 записи ниже изображения.
(Работник может щелкнуть по кнопке 341 записи при перемещении указателя на экране с использованием манипулятора типа «мышь» или непосредственно нажать кнопку 341 записи пальцем, если устройство отображения 310 является сенсорной панелью. Такой пользовательский интерфейс может быть различным по конструкции.)
Начальное изображение записывается и хранится в блоке 412 записи начального изображения.
[0032] После захвата начального изображения (ST310), работник проводит работы по незначительному изменению ориентации антенного блока 110 (ST320).
Фиг. 9 является видом, показывающим состояние, в котором азимут антенного блока 110 незначительно смещен.
(Хотя на фиг. 9 азимут смещен приблизительно на 10° для облегчения понимания для удобства объяснения, на практике предпочтительно изменять этот угол понемногу.)
Поскольку камера 200 смещается вместе с антенным блоком 110, азимут камеры 200 также изменяется таким же образом, как и азимут антенного блока 110. Таким образом, направление изображения камеры 200 изменяется. В результате, предполагается, что строение 20 незначительно смещается влево в области изображения, как показано на фиг. 10. На экране дисплея фиг. 8, предполагается, что область ниже области R10 отображения начального изображения является областью R20 отображения текущего изображения, которая отображает текущее изображение. С использованием области R20 отображения текущего изображения, работник может просматривать изображение, которое в данный момент захватывается камерой 200, в реальном времени.
[0033] Изображение, которое получается посредством камеры 200 после изменения ее ориентации, является текущим изображением. Текущее изображение захватывается посредством блока 411 захвата изображения (ST330). Затем, блок 410 обработки изображения сравнивает текущее изображение с начальным изображением и, таким образом, вычисляет промежуток между текущим изображением и начальным изображением (ST340). Сравнение двух изображений и распознавание этих изображений для того, чтобы увидеть, насколько одно из них отклоняется от другого, выполняется с использованием согласования с образцом и реализуется различными способами. Например, известен метод фазовой корреляции изображений.
[0034] Блок 413 обработки согласования изображений сравнивает начальное изображение P10 с текущим изображением P20 и смещает текущее изображение P20 таким образом, чтобы текущее изображение P20 максимально согласовывалось с начальным изображением P10. Фиг. 11 является видом, показывающим состояние, в котором текущее изображение P20 накладывается на начальное изображение P10 таким образом, что они согласуются. Предполагается, что строение 20, которое оказалось вблизи центра начального изображения P10, оказывается расположенным слева на текущем изображении P20. В этом случае, установлено, что центр Oc изображения текущего изображения P20 смещается вправо относительно центра Oi изображения начального изображения P10.
[0035] Блок 414 вычисления смещения вычисляет промежуток между текущим изображением P20 и начальным изображением P10 на основе результата согласования посредством блока 413 обработки согласования изображений (ST340).
В этом примере, вычисляется количество пикселей, соответствующее промежутку.
Как показано на фиг. 12, предполагается, что поперечным направлением является направление оси x, а продольным направлением является направление оси y на изображении на дисплее. Блок 414 вычисления смещения вычисляет промежуток посредством вычисления количества (ΔX) пикселей в направлении x и количества (ΔY) пикселей в направлении y текущего изображения P20, отклоняющихся от начального изображения P10.
Вычисленные промежутки (ΔX, ΔY) отображаются на экране дисплея. Предполагается, что промежутки в направлении x и в направлении y отображаются ниже области R20 отображения текущего изображения (см. Фиг. 8). В этом примере, несмотря на то что работник, как предполагается, сместил только азимут (направление x), угол возвышения (направление y) также незначительно смещен. Таким образом, согласование изображений может детектировать незначительный промежуток, который не может быть распознан посредством тактильных ощущений или визуальной проверкой работником.
[0036] Как должно быть понятно из фиг. 11 или 12, когда центр Oi начального изображения P10 является началом системы координат, координаты центра Oc текущего изображения P20 могут быть представлены в виде (ΔX, ΔY). Таким образом, в данном описании, координаты (ΔX, ΔY) в некоторых случаях называются положением текущего изображения P20. Дополнительно, как было описано выше, положения и ориентации антенного блока 110 и камеры 200 фиксируются относительно друг друга. Другими словами, ориентация антенного блока 110 и изображение, полученное посредством камеры 200 при той же самой ориентации антенного блока 110, находятся в однозначном соответствии. Таким образом, в данном описании, координаты (ΔX, ΔY), которые называются положением антенного блока, в некоторых случаях приравниваются к ориентации (углу) антенного блока 110 в положении (ΔX, ΔY) изображения.
(Таким образом, блок 414 вычисления смещения в некоторых случаях называется блоком вычисления положения.)
[0037] После вычисления, таким образом, положения текущего изображения P20, детектируется (ST350) интенсивность приема. Конкретно, детектируется интенсивность сигнала, который может быть принят в текущей ориентации антенного блока 110. Сигнал электрической волны, принимаемый посредством антенного блока 110, передается к блоку 420 детектирования интенсивности приема через приемо-передающий блок 120 (приемную цепь 121). Блок 420 детектирования интенсивности приема получает уровень входного сигнала. Интенсивность приема, полученная таким образом, отображается на экране дисплея.
В этом примере предполагается, что область отображения интенсивности приема, вместе с промежутком, располагается ниже области R20 отображения текущего изображения.
[0038] Работник видит положение текущего изображения P20 и полученный в этом положении уровень приема и, затем, нажимает кнопку 342 записи. Затем, положение текущего изображения P20 и уровень приема в этот момент записываются в виде пары (ST360). Конкретно, когда работник нажимает кнопку 342 записи, положение текущего изображения P20, вычисленное посредством блока 414 вычисления смещения, и интенсивность приема, детектированная посредством блока 420 детектирования интенсивности приема, передаются к блоку 430 записи интенсивности приема. Блок 430 записи интенсивности приема записывает положение текущего изображения P20 и интенсивность приема в виде пары.
[0039] Дополнительно, после записи положения текущего изображения P20 и интенсивности приема, они отображаются в виде графика на экране дисплея. В этом примере предполагается, что верхняя правая область экрана дисплея является областью R30 отображения графика.
[0040] Работник повторяет этапы от изменения ориентации антенны (ST320) до записи данных (ST360) посредством постепенного изменения ориентации антенного блока 110.
Фиг. 13 показывает пример диаграммы 30 направленности приемной антенны и пошаговое изменение ориентации антенны. В случае, когда антенный блок 110 является параболической антенной, диаграмма 30 направленности приемной антенны является концентрической окружностью. Когда частота радиоволн выше, ориентация антенного блока 110 должна быть установлена в направлении противоположной станции для обеспечения выравнивания точки с точкой.
[0041] Работник старается изменить ориентацию антенного блока 110 различными способами в направлении приблизительного направления, по которому, как предполагается, приходят радиоволны.
Например, как показано стрелкой A, угол возвышения фиксируется на некоторой величине, и только азимут смещается слева направо.
Затем, как указано стрелкой B, угол возвышения изменяется на немного меньшую величину, и только азимут смещается справа налево.
При повторении этого процесса, ориентация антенного блока 110 изменяется, как указано стрелкой C и стрелкой D.
Посредством этой операции получают график, указывающий на соотношение между положением антенного блока 110 и интенсивностью приема.
[0042] Фиг. 14A является графиком, показывающим изменение интенсивности приема при изменении ориентации антенного блока 110 по стрелке A.
A
На фиг. 14A, вертикальная ось является уровнем приема, а горизонтальная ось является азимутом. Следует отметить, что азимут представлен величиной ΔX. Дополнительно, поскольку угол возвышения соответствует Δy, фиг. 14A обозначена ΔY справа. Подобным образом, фиг. 14B является графиком, соответствующим стрелке B, а фиг. 14C является графиком, соответствующим стрелке C.
Интенсивность приема достигает своего максимума при прохождении через центр диаграммы направленности излучения, как указано стрелкой C.
[0043] Графики фиг. 14A, 14B и 14C отображаются в области R30 отображения графика экрана дисплея, как показано на фиг. 8. Работник смещает ориентацию антенного блока 110 равномерно в направлении приблизительного направления, по которому, как предполагается, приходят радиоволны, и дополнительно определяет, выполняются ли необходимые измерения, просматривая графики, отображаемые в области R30 отображения графика (ST370). Конкретно, может быть определено, что необходимые измерения выполняются, если максимум на фиг. 14C получается в виде измеренной величины (ST370).
[0044] Когда определяется, что необходимые измерения выполняются (ДА на ST370), осуществляется поиск пикового положения (ST380).
Работник нажимает кнопку 343 поиска на экране дисплея. Затем, блок 440 поиска пика осуществляет поиск максимальной величины интенсивности приема среди данных, записанных в блоке 430 записи интенсивности приема. Блок 440 поиска пика находит максимальную величину интенсивности приема посредством поиска и дополнительно считывает положение антенного блока 110, при котором достигается максимальная величина интенсивности приема.
(Как было описано выше, положение антенного блока 110 и интенсивность приема записываются в виде пары в блоке 430 записи интенсивности приема.)
Максимальная величина интенсивности приема и положение (ΔX, ΔY) антенного блока 110 в этот момент отображаются в области R40 отображения направления максимального приема (ST390). Как показано на фиг. 8, область R40 отображения направления максимального приема располагается в нижней средней части экрана дисплея. В последующем описании, положение антенного блока 110, при котором достигается максимальная величина интенсивности приема, в некоторых случаях называется «пиковым положением». Пиковое положение, вычисленное посредством блока 440 поиска пика, записывается в блоке 451 записи пикового положения.
[0045] После получения ориентации (положения) антенного блока 110, при которой достигается максимальная величина интенсивности приема, этап поиска наилучшего направления приема (ST200) заканчивается. Затем, процесс переходит к этапу настройки ориентации антенного блока 110 (ST300).
[0046] Этап настройки ориентации антенного блока 110 (ST300) описан ниже.
Положение (пиковое положение) антенного блока 110, при котором достигается максимальная величина интенсивности приема, уже получено на этапе поиска наилучшего направления приема (ST200), и, на данном этапе настройки ориентации антенного блока 110 (ST300), работник выполняет настройку для установки ориентации антенного блока 110 на пиковое положение.
Фиг. 15 является подробной последовательностью операций этапа настройки ориентации антенного блока 110 (ST300).
Работник захватывает текущее изображение (ST410). Конкретно, для идентификации текущего положения антенны, получается изображение, которое в данный момент получается посредством камеры 200. Затем вычисляется промежуток между начальным изображением и текущим изображением посредством блока 413 обработки согласования изображений и блока 414 вычисления смещения (ST420) и отображается вместе с текущим изображением в области R20 отображения текущего изображения.
[0047] Дополнительно, положение (ΔΔX, ΔΔY) текущего изображения передается к блоку 452 вычисления промежутка. Блок 452 вычисления промежутка вычисляет, насколько отклоняется текущее изображение, когда пиковое положение является началом координат. Фиг. 16 показывает это вычисление. На фиг. 16, пиковым положением является положение (ΔXp, ΔYp), которое устанавливается в качестве начала координат. Затем, промежуток между положением (ΔX, ΔY) текущего изображения и началом координат представляется в виде (Gap(x), Gap(y)). Промежуток (Gap(x), Gap(y)), вычисленный таким образом, отображается в области R50 отображения промежутка экрана отображения (ST430). В этом примере предполагается, что область R50 отображения промежутка располагается справа от области R40 отображения направления максимального приема.
[0048] Работник видит отображенный промежуток и определяет, находится ли этот промежуток в пределах допустимого диапазона (ST440). В этом определении, работник видит не только величину промежутка (Gap(x), Gap(y)), но также то, насколько низкой является текущая интенсивность приема относительно максимальной величины. Поскольку величина промежутка, который определяется из изображения, отличается в зависимости от расстояния от камеры 200 до объекта, например, использование только промежутка в качестве показателя не является предпочтительным.
(Промежуток для угла камеры 1° отличается в зависимости от расстояния от камеры 200 до объекта.)
[0049] Когда промежуток находится за пределами допустимого диапазона (НЕТ на ST440), работник проверяет приблизительную величину и направление промежутка посредством просмотра области R50 отображения промежутка (ST450) и настраивает ориентацию антенного блока 110 таким образом, чтобы она находилась в пиковом положении (ST460). Затем, работник снова оценивает, насколько положение антенного блока 110 после настройки отклоняется от пикового положения (ST440), и, при определении, что промежуток находится в пределах допустимого диапазона (ДА на ST440), работник фиксирует антенное устройство в этом положении (азимут и угол возвышения) (ST470). Таким образом, является возможной настройка антенного блока на ориентацию, при которой достигается максимальный уровень приема. Наконец, камера 200 и PC 300 удаляются с антенного устройства 100.
[0050] Согласно первому примерному варианту осуществления описанной выше конструкции, могут быть получены следующие преимущества.
(1) В первом примерном варианте осуществления, обеспечивается полезный показатель (знак) для работника при настройке ориентации антенного блока 110 в направлении, при котором достигается максимальный уровень приема.
В существующей системе, ориентация антенного блока 110 настраивается методом проб и ошибок, полагаясь на предположения, как например, поиском направления, при котором достигается максимальный уровень приема, посредством проб и ошибок или повторения точной настройки пошаговым способом.
С другой стороны, в первом примерном варианте осуществления, максимальный уровень приема получается из данных, записанных в блоке 430 записи интенсивности приема, и затем также получается (ST380) угловое положение (пиковое положение) антенного блока 110, при котором достигается максимальный уровень приема. Дополнительно, направление и величина промежутка между текущим угловым положением антенны и пиковым положением демонстрируются на экране дисплея для работника (ST430). Работник может, таким образом, настроить ориентацию антенного блока 110, зная четкое целевое положение. Дополнительно, из отображения промежутка, работник может узнать, в каком направлении и насколько должен быть перемещен антенный блок 110, что существенно уменьшает количество проб и ошибок. Следовательно, согласно первому примерному варианту осуществления, любой работник может быстро и точно устанавливать антенное устройство 100.
[0051] (2) В первом примерном варианте осуществления, угловое положение антенного блока получается посредством сравнения изображений, которые получаются посредством камеры. Поскольку необходимо получение только углового положения антенного блока в виде относительного смещения от начального углового положения или пиковое положение, направление изображения камеры не ограничивается конкретным направлением. Другими словами, антенный блок и камера не должны быть выровнены. Таким образом, нет необходимости затрат и работ для прикрепления камеры, выровненной по отношению к каждому антенному устройству.
[0052] (3) В этом примерном варианте осуществления, камера не используется в качестве визирного устройства. Когда направление радиоизлучения отклоняется даже незначительно от плоскости антенны, даже если ориентация антенны настроена в правильном направлении по отношению к плоскости антенны источника радиоизлучения, она не обязательно является ориентацией, при которой достигается максимальный уровень приема.
С другой стороны, в этом примерном варианте осуществления, ориентация антенны устанавливается в положение, при котором уровень приема радиоволн является наибольшим.
[0053] (4) В этом примерном варианте осуществления, только незначительное смещение антенного блока 110 может быть детектировано с использованием изображения камеры.
Существует технология, которая добавляет преобразователь угол-код для перемещающейся части антенного устройства и детектирует ориентацию антенного блока посредством выходной величины преобразователя угол-код. (Эта конструкция описана в публикации нерассмотренной заявки на патент Японии № 2010-278807, например.)
Однако, для детектирования поворота менее чем на 1° посредством преобразователя угол-код, диаметр преобразователя угол-код должен составлять несколько десятков см, что вызывает увеличение размера антенного устройства. Дополнительно, преобразователь угол-код с такой высокой точностью является очень дорогим.
С другой стороны, конструкция с использованием камеры, как в данном примерном варианте осуществления, является недорогой и не вызывает увеличения размера антенного устройства. Дополнительно, когда расстояние от камеры 200 до объекта больше, отклонение объекта при изменении угла камеры является большим. Таким образом, с использованием изображения камеры, возможно детектирование смещения камеры 200 (т.е. антенного блока 110) с очень большим разрешением.
[0054] (5) Поскольку в этом примерном варианте осуществления смещение антенного блока детектируется с использованием изображения камеры, разрешение для детектирования смещения может быть выше, когда камера захватывает сцену по возможности с более далекого расстояния.
Антенное устройство устанавливается на высоком месте или месте с хорошей обзорностью для передачи и приема радиоволн. Таким образом, когда камера монтируется на антенное устройство, камера находится в состоянии, когда она может получить изображение удаленных объектов. Таким образом, использование камеры для детектирования ориентации антенного блока имеет значительный эффект.
В обстановке, когда изображение может быть получено только с короткого расстояния, необходимо использовать высокоточную оптическую систему, в которой аберрации, искажения и т.п. устраняются при обработке изображения для детектирования малого смещения. В этом случае, обычная цифровая камера является абсолютно неподходящей для использования.
С другой стороны, в случае использования камеры для настройки ориентации антенного блока, как в данном примерном варианте осуществления, возможно получение изображения удаленного вида и, следовательно, возможно достаточное удовлетворение требований с использованием недорогой камеры.
[0055] Следует отметить, что данное изобретение не ограничивается описанным выше примерным вариантом осуществления и может быть изменено различными способами в пределах объема данного изобретения.
В блоке 400 обработки, каждый из блока 410 обработки изображения, блока 420 детектирования интенсивности приема, блока 430 записи интенсивности приема, блока 440 поиска пика и блока 450 команд настройки могут быть специализированным аппаратным обеспечением, составленным из различных логических элементов и т.п.
Альтернативно, функции блока 410 обработки изображения, блока 420 детектирования интенсивности приема, блока 430 записи интенсивности приема, блока 440 поиска пика и блока 450 команд настройки могут быть реализованы посредством встраивания данной программы в компьютер, имеющий CPU (центральное обрабатывающее устройство), запоминающее устройство (устройство хранения) и т.п.
Описанные выше функциональные блоки могут быть реализованы посредством установки вспомогательной программы монтажа антенны в запоминающее устройство в компьютере, имеющем CPU и запоминающее устройство, через средство связи, такое как интернет или носитель записи, такой как CD-ROM или карта памяти, обеспечивая функционирование CPU или чего-либо подобного с использованием установленной программы. Описанная выше программа может быть сохранена и обеспечена для компьютера с использованием любого типа некратковременного компьютерно-читаемого носителя. Некратковременный компьютерно-читаемый носитель включает в себя любой тип материального носителя. Примеры некратковременного компьютерно-читаемого носителя включают в себя магнитные носители (такие как гибкие диски, магнитные ленты, накопители на жестких дисках, и т.д.), магнитооптические носители (например, магнитооптические диски), CD-ROM (ПЗУ на компакт-диске), CD-R, CD-R/W, и полупроводниковые запоминающие устройства (такие как масочное ПЗУ, PROM (программируемое ПЗУ), EPROM (стираемое программируемое ПЗУ), флэш-ПЗУ, RAM (ОЗУ), и т.д.). Программа может быть обеспечена для компьютера с использованием любого кратковременного компьютерно-читаемого носителя. Примеры кратковременного компьютерно-читаемого носителя включают в себя электрические сигналы, оптические сигналы и электромагнитные волны. Кратковременный компьютерно-читаемый носитель может обеспечить программу для компьютера через проводную линию связи, такую как электрический провод или оптическое волокно, или беспроводную линию связи.
[0056] Хотя данное изобретение конкретно показано и описано со ссылкой на его примерные варианты осуществления, данное изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления. Специалисты в данной области техники должны понимать, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны в нем, не выходя за рамки сущности и объема данного изобретения, определяемых в формуле изобретения.
[0057] Данная заявка основана и испрашивает приоритет по заявке на патент Японии № 2012-207054, поданной 20 сентября 2012, описание которой в полном объеме включено в данный документ в качестве ссылки.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
[0058]
10 мачта
20 строение
30 диаграмма направленности антенны
100 антенное устройство
110 антенный блок
120 приемо-передающий блок
121 приемная цепь
122 передающая цепь
123 корпус
130 средство монтажа
140 зажимное средство
141 удерживающий элемент
142 принимающий элемент
143 соединительный болт
150 приспособление для настройки угла возвышения
151 опорная концевая сторона приспособления для настройки угла возвышения
152 продолговатое отверстие
153 монтажный винт
154 настроечный винт
200 камера
220 монтажное приспособление
300 персональный компьютер
310 устройство отображения
341 кнопка записи
342 кнопка записи
343 кнопка поиска
400 блок обработки
410 блок обработки изображения
411 блок захвата изображения
412 блок записи начального изображения
413 блок обработки согласования изображений
414 блок вычисления смещения (блок вычисления положения)
420 блок детектирования интенсивности приема
430 блок записи интенсивности приема
440 блок поиска пика
450 блок команд настройки
451 блок записи пикового положения
452 блок вычисления промежутка
R10 область отображения начального изображения
R20 область отображения текущего изображения
R30 область отображения графика
R40 область отображения направления максимального приема
R50 область отображения промежутка