三軸控制天線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于追蹤進(jìn)行環(huán)繞的衛(wèi)星的三軸控制天線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為追蹤進(jìn)行環(huán)繞的衛(wèi)星的天線裝置，例如在專利文獻(xiàn)1中記載有三軸控制天線 裝置，分別對(duì)方位角追蹤用的垂直軸、仰角追蹤用的水平軸、以及位于水平軸上且與水平軸 正交的正交水平軸單獨(dú)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的三軸控制天線裝置。專利文獻(xiàn)1的三軸控制天線控 制裝置進(jìn)行下述切換，即，在天線的波束方向以設(shè)定仰角以下時(shí)的情況下向三軸的驅(qū)動(dòng)輸 入中的兩軸的驅(qū)動(dòng)輸入提供輸入，在天線的波束方向以設(shè)定仰角以上的情況下向三軸的所 有驅(qū)動(dòng)輸入提供輸入。接著，在這種對(duì)于三軸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行切換之后，向三軸中特定的軸的驅(qū)動(dòng) 輸入提供由三軸的當(dāng)前值運(yùn)算求得的該特定的軸的值。專利文獻(xiàn)1的三軸控制天線裝置 中，在對(duì)通過(guò)天頂附近的衛(wèi)星進(jìn)行追蹤時(shí)，對(duì)于垂直軸，驅(qū)動(dòng)并指令方位角方向，對(duì)于水平 軸和正交水平軸，以使天線的波束方向與目標(biāo)物一致的方式進(jìn)行提供，由此來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)追 蹤控制。
[0003] 專利文獻(xiàn)1的三軸控制天線裝置中，雖然方位角（垂直軸）的轉(zhuǎn)速受最大速度限 制，但通過(guò)使正交水平軸旋轉(zhuǎn)來(lái)補(bǔ)足追蹤不足的部分，從而能夠連續(xù)地對(duì)天頂附近的衛(wèi)星 進(jìn)行追蹤。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利特開平7-202541號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005] 尤其是在環(huán)繞低軌道的衛(wèi)星通過(guò)天頂時(shí)，天線應(yīng)追蹤的波束（指向）的角度變化 會(huì)變快。此時(shí)，方位角（垂直軸）的轉(zhuǎn)速受到最大速度限制，即使利用正交水平軸的轉(zhuǎn)速進(jìn) 行補(bǔ)足，但對(duì)于較低軌道的衛(wèi)星而言，有可能無(wú)法進(jìn)行補(bǔ)足，從而導(dǎo)致無(wú)法追蹤。
[0006] 作為這種情況的對(duì)策，考慮增大方位角（垂直軸）的最大角速度，但電動(dòng)機(jī)的尺寸 (標(biāo)稱）會(huì)因此而變得非常大。于是，驅(qū)動(dòng)所需的電力變得非常大，從而需要增大電源容量。
[0007] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，在追蹤進(jìn)行環(huán)繞的衛(wèi)星的三軸控 制天線裝置中將電動(dòng)機(jī)尺寸或電源容量抑制得較小。 解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)手段
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的三軸控制天線裝置包括：垂直軸，該垂直軸被 支承于基部，能夠相對(duì)于基部繞著垂直線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且用于方位角追蹤；水平軸，該水平軸 安裝于垂直軸，能夠相對(duì)于垂直軸繞著與垂直軸正交的線在整個(gè)半周范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且 用于仰角追蹤；正交水平軸，該正交水平軸安裝于水平軸，能夠相對(duì)于水平軸繞著與水平軸 正交的軸，且在比水平軸的旋轉(zhuǎn)角要小的角度范圍內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；天線，該天線安裝于正交水 平軸；垂直軸伺服控制部、水平軸伺服控制部以及正交水平軸伺服控制部，分別對(duì)垂直軸、 水平軸以及正交水平軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制；以及運(yùn)算控制部，該運(yùn)算控制部生成垂直軸伺服控 制部、水平軸伺服控制部以及正交水平軸伺服控制部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以實(shí)時(shí)地提供驅(qū)動(dòng)信號(hào) 來(lái)進(jìn)行追蹤控制，從而使得天線的波束方向與目標(biāo)物方向一致，運(yùn)算控制部當(dāng)在連續(xù)進(jìn)行 的一次追蹤中，目標(biāo)物的軌跡中的天線的最大仰角為設(shè)定仰角以上時(shí)，對(duì)垂直軸伺服控制 部生成根據(jù)目標(biāo)物的移動(dòng)軌跡而確定的一定的方位角的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)在連續(xù)進(jìn)行的一次追 蹤中，目標(biāo)物的軌跡中的天線的最大仰角比設(shè)定仰角要小的情況下，對(duì)垂直軸伺服控制部 生成目標(biāo)物的方位角的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 發(fā)明效果
[0009] 本發(fā)明所涉及的三軸控制天線裝置能夠減小為了追蹤低軌道衛(wèi)星而所需的方位 角（垂直軸）的所需最大角速度。由此能夠縮小電動(dòng)機(jī)尺寸、以及減小電源容量。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的三軸控制天線的安裝結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系的 示意圖。 圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的三軸控制天線裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。 圖3是表示進(jìn)行三軸控制天線裝置的誤差檢測(cè)的X-Y坐標(biāo)系的圖。 圖4是實(shí)施方式1中兩軸控制模式時(shí)各軸驅(qū)動(dòng)的俯視圖。 圖5是實(shí)施方式1中三軸控制模式時(shí)各軸驅(qū)動(dòng)的俯視圖。 圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的三軸控制天線裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。 圖7A是表示比較例中衛(wèi)星追蹤的各軸的驅(qū)動(dòng)角度的計(jì)算結(jié)果的圖。 圖7B是表示比較例中衛(wèi)星追蹤的各軸的驅(qū)動(dòng)角速度的計(jì)算結(jié)果的圖。 圖8A是表示實(shí)施方式1的具體例中衛(wèi)星追蹤的各軸的驅(qū)動(dòng)角度的計(jì)算結(jié)果的圖。 圖8B是表示具體例中衛(wèi)星追蹤的各軸的驅(qū)動(dòng)角速度的計(jì)算結(jié)果的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，對(duì)圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo) 注相同的標(biāo)號(hào)。
[0012] 實(shí)施方式1 圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的三軸控制天線的安裝結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系的示意 圖。三軸控制天線具備垂直軸1、水平軸2以及垂直水平軸3這三個(gè)軸。垂直軸1由基部 23支承，能夠相對(duì)于基部23繞著垂直線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。垂直軸1主要承擔(dān)天線的方位角追蹤的 作用。水平軸2安裝于垂直軸1，相對(duì)于垂直軸1，繞著與垂直軸1正交的線，能夠在整個(gè)半 周范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)約180°。水平軸2承擔(dān)仰角追蹤的作用。
[0013] 正交水平軸3安裝于水平軸2,能夠相對(duì)于水平軸2,繞著與水平軸2正交的軸在 一定角度范圍內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。正交水平軸3的轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍比水平軸2的旋轉(zhuǎn)角度范圍要小。 天線固定于正交水平軸3。利用垂直軸1、水平軸2及正交水平軸3能夠使天線的波束軸方 向4朝向任意的所希望的方向。
[0014] 圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的三軸控制天線裝置的結(jié)構(gòu)例的框圖。三 軸控制天線（以下簡(jiǎn)稱為天線）8具備圖1所示的結(jié)構(gòu)的安裝方式。垂直軸驅(qū)動(dòng)部5使垂 直軸1旋轉(zhuǎn)，水平軸驅(qū)動(dòng)部6使水平軸2旋轉(zhuǎn)。正交水平軸驅(qū)動(dòng)部7使正交水平軸3旋轉(zhuǎn)。
[0015] 供電裝置9根據(jù)由天線8接收到的信號(hào)，檢測(cè)基準(zhǔn)信號(hào)和誤差信號(hào)。追蹤接收機(jī) 10根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)和誤差信號(hào)，對(duì)直流的兩軸角度誤差信號(hào)（天線8在X方向的角度誤差信 號(hào)ΔΧ、以及在Y方向的角度誤差信號(hào)ΔΥ)進(jìn)行解調(diào)檢波。垂直軸伺服控制部11向垂直軸 驅(qū)動(dòng)部5提供電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電力，對(duì)垂直軸1進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。水平軸伺服控制部12向水平軸 驅(qū)動(dòng)部6提供電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電力，對(duì)水平軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。正交水平軸伺服控制部13向正交 水平軸驅(qū)動(dòng)部7提供電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電力，對(duì)正交水平軸3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0016] 程序控制裝置19根據(jù)追蹤對(duì)象衛(wèi)星的軌道信息，計(jì)算天線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] 運(yùn)算控制部14包含判定部15、程序指令角運(yùn)算部16及垂直軸指令角運(yùn)算部17。 判定部15基于追蹤對(duì)象衛(wèi)星的軌道信息，判定天線8的三軸中為了追蹤而進(jìn)行控制的軸的 組合。程序指令角運(yùn)算部16及垂直軸指令角運(yùn)算部17接收來(lái)自追蹤接收機(jī)10的角度誤 差信號(hào)ΔΧ、ΔΥ，并且接收來(lái)自程序控制部的程序指令角度。接著，根據(jù)控制模式（程序追 蹤模式或自動(dòng)追蹤模式）及追蹤狀態(tài)，對(duì)各軸的角度指令值或誤差量進(jìn)行運(yùn)算處理并進(jìn)行 輸出。垂直軸指令角運(yùn)算部17計(jì)算三軸中垂直