JP2001267830A - アンテナ駆動装置およびそれを用いた人工衛星追尾システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人工衛星通信用の移動体追尾装置において、
広範囲の人工衛星と送受信可能で小型軽量なアンテナ支
持機構を提供することにある。 【解決手段】 固定支持部からアンテナ１、１１をＸ−
Ｙ平面に回転自由度を持つ揺動機構により支持して、揺
動中心軸１０１、１０５を同一平面内で交差させ、揺動
中心軸上に駆動モータなどの駆動機構を配置することに
より、アンテナの仰角と方位角を制御したアンテナ機
構。 【効果】 アンテナ機構の装置重量と高さの低減が可能
で小形軽量化の効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、場所を移動可能な
移動体などに搭載して、通信衛星などに向けて通信アン
テナの姿勢を制御する人工衛星追尾システムに関し、特
にアンテナを駆動するＸ−Ｙマウント型アンテナ駆動機
構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地上固定用または自動車等の移動体搭載
用のアンテナの姿勢角制御用アンテナ駆動システムのア
ンテナ支持機構として、最も一般的な構造は、例えば鶴
宏著「人工衛星」（工学図書株式会社、１９８３年発
行）の１９４頁に記載の、Ａｚｉｍｕｔｈ―Ｅｌｅｖａ
ｔｉｏｎ（以下、ＡＺ−ＥＬと略す）マウント、Ｘ−Ｚ
マウント、或いは経緯儀と称するものである。また、同
書の１９４頁ないし１９５頁に記載のようなＸ−Ｙマウ
ントと称する構造のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】静止軌道の放送衛星の
ような低仰角の人工衛星の場合、高層ビルが多い市街地
などでは通信電波が遮断されることが多く、通信電波の
遮断が少ない高品位の通信が望めない。高品位の通信を
可能にするには天頂方向の高仰角の人工衛星（準天頂人
工衛星や長楕円軌道人工衛星などの準静止軌道人工衛
星）を利用することで、可能になる。こうような高仰角
の人工衛星に対する従来の追尾機構では以下のような課
題がある。

【０００４】従来技術におけるＡＺ−ＥＬマウントで
は、天頂方向の追尾において、方位角の軸速度が大きく
なる不都合が生じる。そのため、追尾可能な範囲が制限
されるが、追尾可能範囲の拡張化について考慮されてい
ないため、追尾可能な人工衛星に対する制限を除去する
課題があった。また、AZ軸（Ａｚｉｍｕｔｈ軸）には３
６０度以上の回転角が必要なため、アンテナからの送受
信信号を移動体本体へ伝送するための回転型導波管が必
要になる。回転型導波管は伝送ロスが大きく、さらに、
送受信の２系統を伝送する小型軽量な導波管がないな
ど、信号伝送の品質に配慮されておらず、伝送ロスを低
減する課題があった。

【０００５】また、従来技術におけるＸ−Ｙマウントで
は、移動体が天頂付近を通過するときに、ＡＺ−ＥＬマ
ウントのように方位角の軸速度が極度に大きくなる事態
は避けられる。このため、仰角の大きい位置にある人工
衛星等を連続追尾するような場合に適用できる。

【０００６】しかし、従来技術におけるＸ−Ｙマウント
の揺動軸配置では、Ｘ軸とＹ軸の揺動回転中心軸が同一
平面にないため、Y軸の駆動モータなどの駆動機構は、
必然的にＸ軸関連の回転機構の上部に取り付けられ、２
階建てのような構成になる。そのため、機構部分が大型
化して、移動体に搭載する場合、最大車高が高くなった
り、軸の方向によってはアンテナが車幅から大きくはみ
出すことになる。そのため、移動時はアンテナ部分を移
動体に収納しておき、停止した状態で、アンテナを展開
して使用されることが多い。また、走行中の移動体で人
工衛星追尾を可能にする点について配慮されておらず、
小型化、軽量化の課題があった。車載を考慮すると、風
圧や走行安定性から装置高さ、移動体の天井の耐荷重か
ら装置重量の２点が重要な点であり、もし、アンテナ自
体の変更がないなら、アンテナを動かす駆動モータなど
の駆動系の構成や配置、それらの取付け部材などの重量
バランスを検討することにより、小型軽量化が可能にな
る。

【０００７】本発明は、送受信アンテナを支持するアン
テナ機構の駆動系の構成や配置、重量バランスを最適化
して機構系を小型軽量化し、長楕円軌道や準天頂人工衛
星などの準静止軌道人工衛星に走行中の移動体から追尾
して、高品質の通信を可能にすることを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、少なくとも送信または受信のずれか一方が可能なア
ンテナを有するアンテナ部と、アンテナ部を支持する固
定支持部と、前記アンテナ部と前記固定支持部の間を前
記アンテナの平面と平行なＸ−Ｙ平面に回転自由度を持
つ揺動機構を備えたＸ−Ｙマウント型アンテナ駆動装置
において、前記アンテナ部を支持するアンテナ支持部
と、前記アンテナ部及びアンテナ支持部を第1の揺動軸
を中心に揺動させる第１の揺動機構部と、その第1の揺
動機構部を第２の揺動軸の中心に前記固定支持部に対し
て揺動させる第2の揺動機構部と、を備え、前記第1の揺
動機構部の重心を第２の揺動軸の揺動中心線の近傍に配
置したものである。このような構成とすることにより、
重心が揺動中心軸に近づき、慣性モーメントが小さくな
り、駆動モータの必要トルクやモータサイズの減少、機
構部分の小形、軽量化が図れる。そのために、Y軸の揺
動中心軸上に重いX軸用モータを配置するとよい。

【０００９】また上記目的を達成するために、揺動中心
軸を同一部材で製作しても良い。そうすることにより、
アンテナ支え縦板間で軸芯のずれなどがなくなり、それ
によって、軸強度が増し、また、軸合わせが不要になり
ベース部分からの組み立てが容易になるので、信頼性や
メンテナンス性が向上する。

【００１０】また上記目的を達成するために、アンテナ
支持部のアンテナ支え縦板と揺動中心軸間のアダプタを
取り外し可能としてもよい。アンテナ支え縦板の途中の
アダプタを取り外し可能にすることで、Ｘ−Ｙ軸の駆動
機構やアンテナ支持部を変更することなく動作範囲の調
整が可能となり、標準化が可能で、コスト低減が可能に
なる。

【００１１】また上記目的を達成するために、送受信ア
ンテナを支えるアンテナ支持部の保持板部分の形状を直
方体から円板状にしてもよい。保持板部分の直方体の４
隅を丸くおとすことにより達成される。アンテナ支持部
の保持板部分がアンテナベースなどの構成部材と干渉す
る僅か手前の動作状態における揺動中心軸の位置が揺動
中心軸の高さで、アンテナ機構全体の装置高さのベース
になる。保持板部分がアンテナベースなどと干渉するす
るのはＸ−Ｙ軸両軸が動作限度に近付いた時で、アンテ
ナ保持板の対角線の長さに依存する。そこで、保持板部
分の形状を円形にすることにより、対角線の長さを短縮
し、それによって、アンテナ機構全体の装置高さの低減
が可能になる。

【００１２】また上記目的を達成するために、アンテナ
の制御を、方位角と仰角形式の指令値を第1、第2の揺動
軸の揺動角に変換して第1、第2の揺動軸を駆動して、ア
ンテナの方位角と仰角を制御可能としてもよい。方位角
と仰角の指令値で動作可能にすることで、Ｘ−Ｚ形式の
マウント機構としても使用可能で、利用範囲の拡大が可
能になる。

【００１３】さらに上記目的を達成するために、本発明
における人工衛星追尾システムを、人工衛星に対して電
波を送受信するアンテナと、当該アンテナをアンテナ平
面と平行なＸ−Ｙ平面に回転自由度を持って駆動させる
アンテナ駆動機構と、前記アンテナによって受信された
信号に基づき前記アンテナ駆動機構の駆動制御する制御
部と、前記アンテナを通じて人工衛星に対して通信を行
う通信装置と、からなり、前記アンテナ駆動機構は、前
記アンテナを保持するアンテナ保持部と、そのアンテナ
保持部を支持する支持脚と、その支持脚を介して前記ア
ンテナを揺動可能に保持するＸ軸ベース部と、そのＸ軸
ベース部上の前記支持脚で規制された空間に搭載され前
記支持脚を駆動するX軸駆動モータと、前記Ｘ軸ベース
部を前記Ｘ軸駆動モータを通る又は上に設けられたＹ軸
に対して揺動させる揺動機構を有する固定支持部と、を
備えることで達成される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１以下
に述べる。図１に移動体に搭載した人工衛星を追尾する
通信システムの機器構成を示す。機器構成における主要
な構成は、画像データを収集するためのカメラなどの計
測機器１３、画像データなどを送受信する通信装置８、
アンテナの駆動系を制御するドライバ１５、１６、アン
テナ駆動機構４３、全体を制御するための制御装置５で
ある。

【００１５】移動体１４の上部には、送受信アンテナ
１、１１を駆動するアンテナ駆動機構４３とドライバ１
５、１６、アンテナ裏面には送受信信号の増幅用や変換
用のアンプ類を配置する。移動体上部のこれらのアンテ
ナ駆動系はベース９で移動体に固定し、更に、レドーム
３２で全体を被い、耐環境性を高める。

【００１６】移動体内部にシステム全体の制御装置５を
配置し、制御装置５内には、受信信号から仰角と方位角
を算出する追尾制御部７、追尾制御部７から指示された
仰角と方位角指令４から駆動系を制御するサーボ制御部
６を配置する。サーボ制御部６はアンテナ位置信号３か
ら演算した現在のアンテナの仰角と方位角１０を指示さ
れた仰角と方位角指令４に追従制御させると共に現在の
仰角と方位角１０を追尾制御部７に転送する。制御装置
５は操作盤１２と接続して、電源の投入や動作状態を表
示する。

【００１７】次に、送信アンテナ１、受信アンテナ１１
を支持する本発明のアンテナ機構について述べる。図２
は、本発明の構成要素の内包関係とアンテナ機構の斜視
図である。

【００１８】全体構成としては、大きくは、アンテナ及
びアンプ類のアンテナ部と、アンテナ部を保持するアン
テナ支持部と、アンテナ部とアンテナ支持部をX軸回り
に揺動するための駆動系や機構からなるX軸ベース部
と、X軸ベース部をY軸回りに揺動させるための駆動系、
機構及び、移動体との取付けインタフェースになるベー
ス９、ベースブロック３０からなる固定支持部とから構
成される。

【００１９】アンテナ部は、送信アンテナ１及び受信ア
ンテナ１１を備え、アンテナの裏面には送信用の送信ア
ンプ、受信用の受信アンプ、及び図示しない送信用コイ
ルから構成される。

【００２０】アンテナ部の送受信アンテナ１、１１は単
体で十分な強度が無いため、アンテナ支持部のアンテナ
保持板７０で支える。

【００２１】アンテナ支持部は、アンテナ１、１１を保
持するアンテナ保持板７０を対になって支えるアンテナ
支え縦板６５、６６と、そのアンテナ支え縦板６５、６
６を保持するアンプ支え横板６７と、アンプ支え横板６
７を対になって支え、その中ほどを分割可能とするアダ
プタ６８により接続されたアンテナ支え縦板７２、７３
とから構成される。

【００２２】アンテナ部をアンテナ支え縦板A６５、ア
ンテナ支え縦板B６６、及びアンプ支え横板６７でボッ
クス構造を構成してアンテナ部を保持する。電波の伝送
ロスを防ぐために送受信アンプは図中ではアンテナ部に
隠れているが、アンテナ部の近くのアンプ支え横板６７
上に取りつける。

【００２３】従来例で述べたAZ-ELマウント方式のよう
に、送受信アンテナからベース９までの間に、無限回転
を要求するような機構系が無く、信号のケーブルをアン
テナ支持部などに、添わせて配線することができる。

【００２４】送受信アンテナ１、１１と駆動機構がある
X軸ベース部とはアンテナ支え縦板C７２、一部を破線で
示したアンテナ支え縦板D７３で結合する。アンテナ支
え縦板には１点鎖線で示した取り外し可能なアダプタ６
８を取り付ける。

【００２５】アンテナ部などをX軸揺動中心軸１０１回
りに揺動させるX軸ベース部は、モータなどの駆動系と
シャフトなどの機構部分で構成される。駆動系はドライ
バ１５からの指令で回転するX軸モータ５１、X軸用減速
機５２で構成される。駆動モータがサーボモータの場合
は、制御用のエンコーダなどのモータ位置検出器を取り
付ける。また、停止時の保持トルクを補助するため、ブ
レーキを取り付けることもできる。機構部分はアンテナ
部を支持するアンテナ支持部側軸受け部５５、X軸シャ
フト５４、固定支持部と接続する固定支持部側軸受け部
A５７、固定支持部側軸受け部B５８からなる。X軸用減
速機５２の軸受けをアンテナ支持部側軸受け部５５の反
対側の軸受けとして兼用する。X軸ベース部と固定支持
部とは、固定支持部側軸受け部A５７と固定支持部側軸
受け部B５８とでシャフトを介して接続する。なお、固
定支持部側軸受け部B５８は図６にて示す。

【００２６】アンテナ部やX軸ベース部などをY軸揺動中
心軸１０５を中心に揺動させる固定支持部は、図２に示
すようにモータなどの駆動系、シャフトなどの機構部
分、及び移動体とのインターフェース部分で構成する。
駆動系はドライバ１６からの指令で回転するY軸駆動モ
ータ２１、Y軸用減速機２２である。駆動モータがサー
ボモータの場合は制御用のエンコーダなどのモータ位置
検出器を取り付ける。また、停止時の保持トルクを補助
するため、ブレーキを取り付けることもできる。機構部
分はX軸ベース部を支持するX軸ベース部側軸受け部２
５、Y軸シャフト２６、ベースブロック３０からX軸ベー
ス部を支える支持柱A２４、支持柱B２７である。軸受け
部は支持柱A２４、支持柱B２７に取付ける。本実施例で
はX軸同様に、Y軸揺動中心軸１０５上に駆動系を配置す
るため、Y軸駆動モータ２１、Y軸用減速機２２が支持柱
B２７からY軸の負の方向に張り出す形になる。

【００２７】Y軸用減速機２２の軸受けをX軸ベース部側
軸受け部２５の反対側の軸受けとして兼用する。Y軸シ
ャフト２６はX軸ベース部の固定支持部側軸受け部５７
との間をつなぐ。

【００２８】次に、アンテナ部及びアンテナ支持部を揺
動させた時の動作状態（X軸回り）について述べる。ア
ンテナ部、アンテナ支持部をX１度揺動させた時の斜視
図を図３に示す。説明のため、アンプ支え横板６７など
の一部の部材は省略した。アンテナ部、アンテナ支持部
は図のように、X軸の揺動中心軸１０１を中心にX軸の動
作限度角まで傾く。前述のように車載を考慮した場合
に、アンテナ駆動機構の高さは、アンテナ面とX軸の揺
動中心軸１０１の高さHaと、ベースブロック３０とX軸
の揺動中心軸１０１の高さHbの和である。

【００２９】アンテナ駆動機構の高さを低くするために
は、Ha、Hbを短縮する必要がある。X軸を揺動させた際
に、アンテナ支持部がY軸駆動モータ２１などに接触し
ない最短距離がHaである。

【００３０】次に、説明を簡単にするため、X軸の動作
のみに限定すると、ベースブロック３０とX軸の揺動中
心軸１０１の高さHbは、X軸を動作限度まで傾けた時
に、アンテナとベースブロック３０との距離Hc８６が零
になる高さである。

【００３１】１点鎖線で示したアンテナ部が取り外し可
能なアダプタ６８の役割は下記の通りである。対象とす
る人工衛星の仰角や使用する場所により、追尾動作範囲
を変更する可能性がある。その際、アンテナ支持部が傾
斜してもベースブロック３０と接触しないように、アン
テナ支持部の高さを調整する必要があり、このアダプタ
６８の取付け、取り外しによってアンテナ高さが調整で
きる。これにより、対象追尾人工衛星の仰角範囲に応じ
て、長さの異なるアンテナ支え縦板を用意して、交換す
る必要がなくなり、構成要素の標準化によるコスト低減
が可能になる。

【００３２】図２において、X軸シャフト５４の構造の
説明のため、アンテナ支え縦板D７３の一部を破線で示
した。X軸シャフト５４は、アンテナ支え縦板C７２か
ら、X軸用減速機５２、X軸モータ５１、アンテナ支え縦
板D７３まで貫通した１本のシャフトである。シャフト
を二本に分離すると片持ち荷重になり、軸強度低下の要
因となる。１本のシャフトにすることで、２本分離シャ
フトに比べて、軸強度が向上して結果的に細い軸径の使
用が可能になり、重量軽減ができる。

【００３３】次に、アンテナ部、アンテナ支持部及びX
軸ベース部の重心の配置について述べる。まず、図３
で、X軸及びY軸の揺動中心軸回り１０１、１０５の重量
バランスに関して述べる。X軸駆動モータ５１が駆動す
る負荷は、アンテナ部とアンテナ支持部で、X軸の揺動
中心軸１０１に垂直なAで示すZ−Y平面を考えると、X軸
回りの駆動トルクはX軸の揺動中心軸１０１からアンテ
ナ部とアンテナ支持部の重心までのモーメントアームの
長さと、X軸の揺動中心軸１０１回りの慣性モーメント
の大きさでほぼ決定される。すなわち、構成要素の配置
によって重心を最適の位置に配置できれば、出力軸トル
クのより少ない軽量で小形の駆動モータの選択が可能に
なる。これにより、前記したように車載を考慮した場合
に重要なアンテナ駆動機構の重量低減に効果がある。

【００３４】X軸に関する重量バランスは図３から分か
るように、アンテナ部、アンテナ支持部のZ軸方向の重
心はX軸揺動中心軸１０１よりZ軸の負の方向の部材が少
ないため、X軸揺動中心軸１０１近傍に存在することは
無い。従来技術で引用したＸ−Ｙマウント機構のよう
に、アンテナ支え縦板をX軸揺動中心軸１０１からZ軸の
負の方向に張り出させて、バランスウェイトを配置すれ
ば可能である。しかし、X軸揺動軸回りの慣性モーメー
トはかえって大きくなり、必要なモータ出力トルクの低
減に効果はない。さらに、張り出させた部分が支持柱に
干渉するため、動作範囲の制限が大きくなる。そのた
め、比較的軽量なアンテナ部やアンテナ支持部の重量バ
ランスより、大きな重量のX軸駆動モータを含むX軸ベー
ス部を含んだY軸回りの重量の配分が重要になる。

【００３５】Y軸回りについてみると、前述したよう
に、Y軸の揺動中心軸１０５に垂直なBで示すXーZ平面
で、アンテナ部、アンテナ支持部及びX軸ベース部の重
心位置のY軸の揺動中心軸１０５からの距離の大小がY軸
駆動モータの負荷トルクの大小に関係する。そこで、大
きな重量のX軸駆動モータ５１をY軸揺動中心軸１０５を
通る位置、すなわち、アンテナ支え板A６５、アンテナ
支え板B６６の間に配置することにより、Y軸回りのモー
メントアームの長さを短縮させてモータ定格トルクを低
く押さえる。

【００３６】Ｘ−Ｙ軸が同一平面で交差しない従来例に
おけるモータ配置を図４を用いて説明する。図４では、
説明の為に固定支持部の構成を一部省略して図示してあ
る。破線で示したX軸駆動モータ８６は従来例における
モータの配置位置である。従来例のX軸駆動モータ８６
はベース５６の外側にモータ支え軸受け部８５を伴って
配置され、モータ直結の減速機、シャフトを介して、ア
ンテナ支え縦板C７２を揺動させる駆動系である。この
図４において、破線で示したX軸駆動モータ８６の配置
位置と比較すれば、Y軸中心軸１０５からのx軸方向の距
離の違いが一目瞭然である。XーZ平面に垂直なY軸方向
の重心位置はY軸駆動モータの定格、加速トルクに影響
は与えない。

【００３７】次に、X軸駆動モータの配置の別の実施例
を図４に示す。この実施例では、Y軸揺動中心１０５、X
軸揺動中心軸１０１が同一平面で交差して無い例であ
る。アンテナ部及びアンテナ支持部の重量が比較的大き
い場合で、重量をバランスさせるために実線で示したX
軸駆動モータ８２をY軸揺動中心１０５より下方に配置
した場合である。この場合でも、X軸駆動モータ８２を
含むX軸ベース部などの重心位置はY軸揺動中心軸１０５
に垂直なX−Z平面で、前記したようにY軸揺動中心１０
５からのモーメントアームが短い位置、すなわち、アン
テナ支え板A６５、アンテナ支え板B６６の間に配置す
る。実線で示したX軸駆動モータ８２はY軸揺動中心軸１
０５近傍に配置しているので、慣性モーメントが大きく
なることは無い。実線で示したX軸駆動モータ８２はベ
ース５６上に配置して、ギヤB８１、ギヤA８４を介し
て、軸受け部B８０のシャフトとアンテナ支え縦板C７２
を固定し、アンテナ部を揺動させる構成である。反対側
は軸受け部A８３とアンテナ部側軸受け部５５でシャフ
ト５４を支える。

【００３８】駆動モータや減速機の重量はアンテナ部、
アンテナ支持部のそれに比べて、十分重い。そのため、
駆動モータや減速機の配置により、重量バランスは大き
く変化して、必要な駆動トルクも変化する。必要な駆動
トルクの低減はモータサイズの小型化によって重量低減
や装置の小型化に大きく寄与する。

【００３９】本発明の他の実施例として、送受信アンテ
ナを支えるアンテナ支持部のアンテナ保持板７０の形状
を円板状、或いは四隅を丸くした例を述べる。図２では
送受信アンテナを支えるアンテナ支持部のアンテナとア
ンテナ保持板７０の直方体の四隅のうち、１個所のみ
（破線で示した隅R１１１）を示した。図３ではX軸のみ
の動作を示したが、図５にＸ−Ｙ両軸を同時に動作限界
付近まで動作させた時の斜視図を示す。アンテナ支持部
のアンテナとアンテナ保持板７０の直方体の四隅を丸く
おとした場合であって、直方体の外形線を破線で示す。
図から分かるようにアンテナ支持部のアンテナ保持板７
０がベースに最接近する際の長さは、アンテナ保持板７
０や送受信アンテナ１、１１の対角線１１０の長さ（L
１、L２）で決まる。同じ動作限度角で対角線１１０の
長さが短い直方体の四隅を丸くおとした形状の方が、図
３で述べたように、アンテナ保持板７０がベースに最接
近する際のY軸揺動中心軸１０５の高さが低くできる。
そのため、アンテナ保持板７０や送受信アンテナ１、１
１の対角線の長さが短縮可能な円板状或いは四隅を丸く
させたアンテナ支持部は、アンテナ機構全体の高さを低
く押さえることが可能である。

【００４０】次に、Y軸の動力伝達系を分離した別の実
施例を図６に示す。図２と共通な要素は同一番号を付し
た。図２に示した実施例では、Y軸駆動系をX軸同様にY
軸揺動中心軸１０５上に配置させている。図６に示す実
施例では、Y軸駆動モータ２１からの出力をベルト３３
とプーリA３４、プーリB３５を使用して伝達すること
で、Y軸駆動モータ２１をY軸揺動中心軸１０５上以外の
別な場所に配置する。Y軸駆動モータ２１、Y軸用減速機
２２はX軸駆動モータ５１下部のベースブロック３０に
固定する。モータ出力はプーリA３４、ベルト３３、プ
ーリB３５を経由して、Y軸揺動中心軸１０５のY軸シャ
フトB２９へ伝達する。こうすることで、図２においてY
軸揺動中心軸１０５からY軸の負の方向に張り出してい
たY軸駆動モータ２１、Y軸用減速機２２部分を無くし
て、より小型化を図る。減速機はモータと共に、配置す
る必要は無く、プーリB３５以降の伝達系部分へ配置し
ても良い。また、減速比を両プーリに分担させ、減速機
の減速比を減少させ、より小さな減速機の使用を可能に
させる。

【００４１】次に、仰角（φ）と方位角（θ）からYとX
軸の回転角（a,b）に変換する式を図７に示す。与えら
れた仰角（φ）と方位角（θ）から長さのrのベクトル
で示すと、式１３０に示すようにＸ−ＹZの座標点であ
らわされる。Z軸上の長さrのベクトルをY軸回りにa、X
軸の回りにb回転させて、式１３０と同じ点になるよう
な変換は式１３１であらわされ、ここで、Rot(Y,a）Rot
(X,b）はそれぞれ、式１３２、式１３３であらわされる
変換行列である。式１３１に式１３２、式１３３を代入
して、a,bについて、整理すると、仰角（φ）と方位角
（θ）からYとX軸の回転角（a,b）に変換できる。

【００４２】以上に述べたように、本発明の実施例によ
れば、X軸の被駆動側部分に２階建てのようにY軸駆動部
分を設けた構成をとらず、固定支持部からアンテナ部を
Ｘ−Ｙ平面に回転自由度を持つ揺動機構により支持し
て、揺動中心軸を同一平面内で交差させて配置すること
で、走行中の移動体上から低仰角から天頂方向の高仰角
の通信衛星を追尾することが可能な小形で軽量なアンテ
ナ機構が構成できる。

【００４３】また、揺動中心軸上に駆動モータなどの駆
動機構を配置することにより、駆動系の小形、軽量化に
より、移動体に搭載する際の重量負荷の低減効果があ
る。

【００４４】また、アンテナ支持部を円形或いは、四隅
を丸くすることで、ベースとアンテナ支持部の干渉領域
が減少して、動作可能範囲の拡大、装置の高さの低減に
効果がある。

【００４５】さらに、アンテナと揺動中心軸間の距離が
取り外し可能アダプタによって変更可能となり、追尾動
作範囲の調整が容易となり、メンテナンス性向上の効果
がある。

【００４６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
走行中の移動体上から低仰角から天頂方向の高仰角の通
信衛星を追尾することが可能な小形で軽量な衛星追尾装
置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】移動体に搭載された人工衛星通信システムの機
器構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例のアンテナ機構を斜視した図で
ある。

【図３】本発明の実施例において、X軸回りにアンテナ
部を揺動させた時の斜視図である。

【図４】Ｘ−Ｙ軸が同一平面で交差しない場合のモータ
配置の斜視図である。

【図５】本発明の実施例において、Ｘ−Ｙ両軸を同時に
動作限界付近まで動作させた時の斜視図である。

【図６】本発明のY軸の動力伝達系を分離した別の実施
例を斜視した図である。

【図７】本発明における仰角と方位角からXとY軸の回転
角に変換する式である。

【符号の説明】

１……送信アンテナ、 １１…… 受信アンテナ、 ２
１…… Y軸駆動モータ、 ５１…… X軸駆動モータ、
５４…… X軸シャフト、 １０１…… X軸揺動中心
軸、 １０５…… Y軸揺動中心軸。

フロントページの続き (72)発明者 清水 悟史 茨城県日立市助川町１−15−16 長山ビル 泰榮エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5J021 AA01 AB07 BA01 DA02 DA04 DA05 DA06 DA07 GA02 HA05 HA07 JA07 5J047 AA09 AB05 BB05 BB17 BB23 5K072 AA22 BB22 DD01 DD11 GG02 GG06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも送信または受信のずれか一方が
   可能なアンテナを有するアンテナ部と、アンテナ部を支
   持する固定支持部と、前記アンテナ部と前記固定支持部
   の間を前記アンテナの平面と平行なＸ−Ｙ平面に回転自
   由度を持つ揺動機構を備えたＸ−Ｙマウント型アンテナ
   駆動装置において、 前記アンテナ部を支持するアンテナ支持部と、前記アン
   テナ部及びアンテナ支持部を第1の揺動軸を中心に揺動
   させる第１の揺動機構部と、その第1の揺動機構部を第
   ２の揺動軸の中心に前記固定支持部に対して揺動させる
   第2の揺動機構部と、を備え、前記第1の揺動機構部の重
   心を第２の揺動軸の揺動中心線の近傍に配置したことを
   特徴とするアンテナ駆動装置。
2. 【請求項２】前記第1の揺動機構部の第１の揺動軸の中
   心軸に垂直な平面上の重心を、前記第１の揺動機構の揺
   動軸中心近傍に配置したことを特徴とする請求項１記載
   のアンテナ駆動装置。
3. 【請求項３】前記第一の揺動機構の揺動軸中心軸を同一
   部材で構成したことを特徴とする請求項１記載のアンテ
   ナ駆動装置。
4. 【請求項４】前記アンテナ部と揺動中心軸間のアダプタ
   が取り外し可能なことを特徴とする請求項１記載のアン
   テナ駆動装置。
5. 【請求項５】前記アンテナを保持するアンテナ部のアン
   テナ支持部を円形にしたことを特徴とする請求項１項記
   載のアンテナ駆動装置。
6. 【請求項６】前記アンテナの制御を方位角と仰角形式の
   指令値を前記第1、第2の揺動軸の揺動角に変換して前記
   第1、第2の揺動軸を駆動して、アンテナの方位角と仰角
   を制御可能な請求項１記載のアンテナ駆動装置。
7. 【請求項７】人工衛星に対して電波を送受信するアンテ
   ナと、当該アンテナをアンテナ平面と平行なＸ−Ｙ平面
   に回転自由度を持って駆動させるアンテナ駆動機構と、
   前記アンテナによって受信された信号に基づき前記アン
   テナ駆動機構の駆動制御する制御部と、前記アンテナを
   通じて人工衛星に対して通信を行う通信装置と、からな
   り、前記アンテナ駆動機構は、前記アンテナを保持する
   アンテナ保持部と、そのアンテナ保持部を支持する支持
   脚と、その支持脚を介して前記アンテナを揺動可能に保
   持するＸ軸ベース部と、そのＸ軸ベース部上の前記支持
   脚で規制された空間に搭載され前記支持脚を駆動するX
   軸駆動モータと、前記Ｘ軸ベース部を前記Ｘ軸駆動モー
   タを通る又は上に設けられたＹ軸に対して揺動させる揺
   動機構を有する固定支持部と、を備えた人工衛星追尾シ
   ステム。
8. 【請求項８】請求項７記載の人工衛星追尾システムを搭
   載した移動可能な移動体。