三轴控制天线装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于追踪进行环绕的卫星的三轴控制天线装置。
【背景技术】
[0002] 作为追踪进行环绕的卫星的天线装置，例如在专利文献1中记载有三轴控制天线 装置，分别对方位角追踪用的垂直轴、仰角追踪用的水平轴、以及位于水平轴上且与水平轴 正交的正交水平轴单独进行驱动控制的三轴控制天线装置。专利文献1的三轴控制天线控 制装置进行下述切换，即，在天线的波束方向以设定仰角以下时的情况下向三轴的驱动输 入中的两轴的驱动输入提供输入，在天线的波束方向以设定仰角以上的情况下向三轴的所 有驱动输入提供输入。接着，在这种对于三轴驱动进行切换之后，向三轴中特定的轴的驱动 输入提供由三轴的当前值运算求得的该特定的轴的值。专利文献1的三轴控制天线装置 中，在对通过天顶附近的卫星进行追踪时，对于垂直轴，驱动并指令方位角方向，对于水平 轴和正交水平轴，以使天线的波束方向与目标物一致的方式进行提供，由此来进行实时追 踪控制。
[0003] 专利文献1的三轴控制天线装置中，虽然方位角（垂直轴）的转速受最大速度限 制，但通过使正交水平轴旋转来补足追踪不足的部分，从而能够连续地对天顶附近的卫星 进行追踪。 现有技术文献 专利文献
[0004] 专利文献1 :日本专利特开平7-202541号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0005] 尤其是在环绕低轨道的卫星通过天顶时，天线应追踪的波束（指向）的角度变化 会变快。此时，方位角（垂直轴）的转速受到最大速度限制，即使利用正交水平轴的转速进 行补足，但对于较低轨道的卫星而言，有可能无法进行补足，从而导致无法追踪。
[0006] 作为这种情况的对策，考虑增大方位角（垂直轴）的最大角速度，但电动机的尺寸 (标称）会因此而变得非常大。于是，驱动所需的电力变得非常大，从而需要增大电源容量。
[0007] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，在追踪进行环绕的卫星的三轴控 制天线装置中将电动机尺寸或电源容量抑制得较小。 解决技术问题所采用的技术手段
[0008] 为了达到上述目的，本发明所涉及的三轴控制天线装置包括：垂直轴，该垂直轴被 支承于基部，能够相对于基部绕着垂直线进行旋转，且用于方位角追踪；水平轴，该水平轴 安装于垂直轴，能够相对于垂直轴绕着与垂直轴正交的线在整个半周范围内进行旋转，且 用于仰角追踪；正交水平轴，该正交水平轴安装于水平轴，能够相对于水平轴绕着与水平轴 正交的轴，且在比水平轴的旋转角要小的角度范围内进行旋转；天线，该天线安装于正交水 平轴；垂直轴伺服控制部、水平轴伺服控制部以及正交水平轴伺服控制部，分别对垂直轴、 水平轴以及正交水平轴进行驱动控制；以及运算控制部，该运算控制部生成垂直轴伺服控 制部、水平轴伺服控制部以及正交水平轴伺服控制部的驱动信号，以实时地提供驱动信号 来进行追踪控制，从而使得天线的波束方向与目标物方向一致，运算控制部当在连续进行 的一次追踪中，目标物的轨迹中的天线的最大仰角为设定仰角以上时，对垂直轴伺服控制 部生成根据目标物的移动轨迹而确定的一定的方位角的驱动信号。当在连续进行的一次追 踪中，目标物的轨迹中的天线的最大仰角比设定仰角要小的情况下，对垂直轴伺服控制部 生成目标物的方位角的驱动信号。 发明效果
[0009] 本发明所涉及的三轴控制天线装置能够减小为了追踪低轨道卫星而所需的方位 角（垂直轴）的所需最大角速度。由此能够缩小电动机尺寸、以及减小电源容量。
【附图说明】
[0010] 图1是表示本发明的实施方式所涉及的三轴控制天线的安装结构的相互关系的 示意图。 图2是表示本发明的实施方式1所涉及的三轴控制天线装置的结构例的框图。 图3是表示进行三轴控制天线装置的误差检测的X-Y坐标系的图。 图4是实施方式1中两轴控制模式时各轴驱动的俯视图。 图5是实施方式1中三轴控制模式时各轴驱动的俯视图。 图6是表示本发明的实施方式2所涉及的三轴控制天线装置的结构例的框图。 图7A是表示比较例中卫星追踪的各轴的驱动角度的计算结果的图。 图7B是表示比较例中卫星追踪的各轴的驱动角速度的计算结果的图。 图8A是表示实施方式1的具体例中卫星追踪的各轴的驱动角度的计算结果的图。 图8B是表示具体例中卫星追踪的各轴的驱动角速度的计算结果的图。
【具体实施方式】
[0011] 下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，对图中相同或相当的部分标 注相同的标号。
[0012] 实施方式1 图1是表示本发明的实施方式所涉及的三轴控制天线的安装结构的相互关系的示意 图。三轴控制天线具备垂直轴1、水平轴2以及垂直水平轴3这三个轴。垂直轴1由基部 23支承，能够相对于基部23绕着垂直线进行转动。垂直轴1主要承担天线的方位角追踪的 作用。水平轴2安装于垂直轴1，相对于垂直轴1，绕着与垂直轴1正交的线，能够在整个半 周范围内转动约180°。水平轴2承担仰角追踪的作用。
[0013] 正交水平轴3安装于水平轴2,能够相对于水平轴2,绕着与水平轴2正交的轴在 一定角度范围内进行转动。正交水平轴3的转动角度范围比水平轴2的旋转角度范围要小。 天线固定于正交水平轴3。利用垂直轴1、水平轴2及正交水平轴3能够使天线的波束轴方 向4朝向任意的所希望的方向。
[0014] 图2是表示本发明的实施方式1所涉及的三轴控制天线装置的结构例的框图。三 轴控制天线（以下简称为天线）8具备图1所示的结构的安装方式。垂直轴驱动部5使垂 直轴1旋转，水平轴驱动部6使水平轴2旋转。正交水平轴驱动部7使正交水平轴3旋转。
[0015] 供电装置9根据由天线8接收到的信号，检测基准信号和误差信号。追踪接收机 10根据基准信号和误差信号，对直流的两轴角度误差信号（天线8在X方向的角度误差信 号ΔΧ、以及在Y方向的角度误差信号ΔΥ)进行解调检波。垂直轴伺服控制部11向垂直轴 驱动部5提供电动机驱动电力，对垂直轴1进行驱动控制。水平轴伺服控制部12向水平轴 驱动部6提供电动机驱动电力，对水平轴进行驱动控制。正交水平轴伺服控制部13向正交 水平轴驱动部7提供电动机驱动电力，对正交水平轴3进行驱动控制。
[0016] 程序控制装置19根据追踪对象卫星的轨道信息，计算天线8的方向角和仰角的程 序指令角度（方位角θ AZ及仰角Θ EL)。
[0017] 运算控制部14包含判定部15、程序指令角运算部16及垂直轴指令角运算部17。 判定部15基于追踪对象卫星的轨道信息，判定天线8的三轴中为了追踪而进行控制的轴的 组合。程序指令角运算部16及垂直轴指令角运算部17接收来自追踪接收机10的角度误 差信号ΔΧ、ΔΥ，并且接收来自程序控制部的程序指令角度。接着，根据控制模式（程序追 踪模式或自动追踪模式）及追踪状态，对各轴的角度指令值或误差量进行运算处理并进行 输出。垂直轴指令角运算部17计算三轴中垂直