JP2743206B2 - 減衰パッドによって雨マージンのような地上局パラメータを設定する装置と方法 - Google Patents

減衰パッドによって雨マージンのような地上局パラメータを設定する装置と方法

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JP2743206B2
JP2743206B2 JP1504821A JP50482189A JP2743206B2 JP 2743206 B2 JP2743206 B2 JP 2743206B2 JP 1504821 A JP1504821 A JP 1504821A JP 50482189 A JP50482189 A JP 50482189A JP 2743206 B2 JP2743206 B2 JP 2743206B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 地球局受信システムの作動パラメータを決定する方法
と装置で、具体的には、校正マイクロ波吸収パッドによ
って衛星地上局受信用Ku−バンド・アンテナの降雨マー
ジン(rain margin)を決定する方法に関する。
(従来の技術) I.衛星地上局条件 固定衛星業務用下り回線周波数帯域(11.7乃至12.2GH
Z,Ku−バンドと通称されている)は信頼度の高いテレビ
ジョン伝送媒体として普及している。その要因の1つと
して、小さい開口アンテナでも高品位テレビジョン信号
を生成することを可能にする高出力トランスポンダ(衛
星搭載)を挙げることができる。FCC(連邦通信委員
会)は、Ku−バンドを優先的に衛星伝送用に割り当て、
地上マイクロ波との干渉問題をなくしている。また半導
体の理論,設計/製造技術も目覚ましい発展を遂げ、そ
れに比例して地球局ハードウェアの性能が飛躍的に改善
され、設置及び保守費の低減が達成された。長年にわた
る普及努力と使用実績を経た今、降雨量と正しい回線設
計の効果が十分に理解されるに至った。
Ku−バンドを含む10GHZ以上の周波数を使用する場合
の最も基本的で重要なテレビジョン地球局パラメータは
降雨マージンである。降雨マージンとは、雨,みぞれ及
び雪などの悪い気象条件に起因する減衰増大の影響を補
償するための付加的搬送波対雑音比(C/N)で、地上受
信局が快晴条件の下で十分な受信を行うのに必要なC/N
比より高いものである。このマージンはより一般的には
インパルス雑音マージンとして引用されている。C/Nが
低くなりすぎるとビデオ画質が悪くなる。画面にインパ
ルス又は閃光(sparklies)が出現し、画像の一部が完
全に消滅する。地球局の設計に際してどれだけのマージ
ンが必要になるかを決定する最大の要素は降雨に起因す
る減衰であることが研究によって明らかになった。マー
ジンを大きくすればするほど、信号減衰を起こす降雨に
かかわらず、鮮明な画像を維持するシステムの能力は高
くなる。
要求される降雨マージンは、降雨時に許容できる信号
の質と、降雨の予測頻度ならびに強さの基準に従って使
用者が選択する。その決定は一般に、国際無線通信諮問
委員会が発行しているアメリカ合衆国各地のデータ、あ
るいはまた他の諸国のデータに基づいて行う。
地球局の設定に際しては、効率を向上させてアンテナ
利得を大きくし、低雑音の典型である大開口の増幅器を
使用することによってC/Nを大きくすることができる。
衛星の実効等方放射電力が低下すればC/Nは小さくなる
恐れがある。C/Nが小さくなるアンテナに関連するトラ
ブルとしては、アンテナ装置の誤動作、アンテナの設置
不良、アンテナのミスアライメント(misalignment),
分極調整不良(polarization misadujustment)及び受
信機離調が挙げられる。
アンテナ・システムの設置に際しては、通常の技術的
慣例として降雨マージンをはじめとするアンテナ・シス
テムの作動パラメータが仕様と一致しているかどうかを
確認するための試験が要求される。十分な降雨マージン
が存在しているかどうかを確認するため、過去において
地上局のC/Nを測定するのに多くの技法が用いられて来
た。1つの常用方法としては、地上局の増幅器出力側に
取付けられた電力計(power meter)を用いて、「快
晴」受信時の消費電力と、搬送波が存在しない時の雑音
による消費電力との比を求めることによってC/Nを測定
する。雑音電力は、アンテナを衛星方向からずらすか、
又は伝送衛星側で搬送波信号を切ることによって測定す
ることができる。より精度の高いC/Nを求めたい場合
は、実測雑音電力を搬送波実測値から差引いてC/Nを求
める。この場合、 C/N=10Log[(C+N)−N]/N となり、ここでC+Nは搬送波存在時の実測電力で、N
は搬送波が存在していない時の実測雑音電力である。こ
の方法の1つの難点としては、電力計及び帯域フィルタ
などの余分な装置が必要となることである。加えて、番
組が中断されることである。また、アンテナを向け直し
たことによって搬送波信号が消えた場合は、支援用に追
加マンパワーが必要であり、衛星方向の真の雑音レベル
を測定しないで、他の発信源からの漂遊信号を拾う恐れ
がある。
これとは別のC/N測定方法としては、スペクトル・ア
ナライザを用いて地上局消費電力の搬送波電力成分と雑
音電力成分を直接測定する。しかしスペクトル・アナラ
イザは一般に変調トランスポンダには使用しないが、そ
れはスペクトル・アナライザの受信帯域が狭いために伝
送信号を全範囲に渡って捕捉することができないためで
ある。大抵の有料テレビジョン業務においては、月に一
度試験用に無変調搬送波が伝送される。
また別のC/N測定方法としては、アンテナを既知の雑
音発生源である電波星又は、NBS(アメリカ連邦標準
局)校正雑音発生器などに向け、復調ベースバンドのビ
デオ信号対RMS雑音比の実測値に基づいて計算を行う。
また従来の別の地球局C/N測定方法としては、可変導
波管減衰器を受信アンテナ・ホーンと地上局増幅器との
間に入れる。搬送波信号と雑音とで構成されている総受
信信号(C+N)を、まず最初に平常番組受信中に測定
する。続いて導波管減衰器をホーンと、地上局のLNA
(低雑音増幅器)又はLNB(低雑音ブロック変換器)と
の間に入れる。また増幅器の出力と電力計との間に帯域
フィルタを入れ、測定を重要な範囲に限定する。続いて
受信信号を完全に減衰させ、雑音を測定する。これで前
記の計算式でC/Nを求めることができる。
この減衰もシステム雑音増大の原因になる。システム
雑音はC/Nやアンテナのもう一つの性能を示すG/Tに影響
を与える。G/Tとはアンテナ利得(デシベル)と中継器
雑音温度(ケルビン)との比であり、衛星地球局の能力
(効果指数)を示す。システム雑音は、減衰の増大に伴
ってシステム温度に正比例する故、総雑音又はシステム
温度も高くなり、C/Nがさらに悪くなる。減衰に起因す
るシステム雑音の増大量がデルタG/Tである。インパル
スを起すのに要する減衰量に、デルタG/Tを加えたもの
が局のインパルス雑音マージンである。
導波管減衰器を使用すれば高い精度を確保することが
できるが、導波管減衰器及び帯域フィルタの価格は3,00
0乃至5,000ドルもする。またアンテナを取り外さなけれ
ばならない。更に、テレビジョン受信を長時間にわたっ
て中断しなければならない。また、減衰器そのものが雑
音発生源である故にアンテナ・システム自体の実雑音を
測定することができない。この余分な雑音を最少限に抑
えるためには計器の調整に細心の注意を払い、減衰器の
入力と出力インピーダンスを、ホーン及びLNA/LNBの出
力と入力インピーダンスに各々正しく合わせなければな
らない。また、減衰器を使用する場合は、ホーンの位置
を変えなければならないこともあり、それによってホー
ンが増幅皿の焦点からずれる恐れがある。
衛星地上局アンテナを設置し、その性能を最適化する
ための現存する技術には、それ以外にも問題点がある。
その1つとしてアンテナと衛星との正しいアライメント
が上げられる。Ku−バンド・アンテナは帯域幅が狭い
故、方位角又は迎角がほんのわずか狂っても受信搬送波
信号が数デシベル低下する恐れがある。方位角又は迎角
の狂いは、快晴日のテレビジョン受信には影響を及ぼす
ことはないが、降雨マージンを小さくし、降雨時の受信
を妨害する場合がある。受信機上の搬送波レベル指示器
の測定又はAGC(自動利得制御)を電圧計で測定するこ
とによって、ピーキング(peaking)として引用される
適正アラインメントを確保することができる。電力計あ
るいはスペクトル・アナライザを用いることもできる。
これらの技術にも先のC/N決定に関する同様の問題点が
ある。
受信を最適化するための調整に必要なもう一つの条件
は受信機の同調である。同調を指示する計器を備えてい
る受信機もある。自動同調微調整機能を備えている受信
機もある。このような受信機を用いればアンテナ・シス
テムに追加費用がかかり、なおかつ正常な動作を確保す
るために試験を行わなければならない。
さらに、要求されるアンテナ・システムの調整は信号
分極(signal polarization)の分解である。最適受信
の条件として伝送電磁波の水平成分と垂直成分の正しい
アライメントを確保しなければならない。一般的な構成
としては、アンテナ・フィードホーンを直交変換器(or
thomode transducer)に接続し、直交変換器によって受
信信号を水平成分と垂直成分に分離する。この水平成分
と垂直成分を個別のLNA又はLNBで増幅する。フィードホ
ーン、変換器並びにLNA/LNBは堅く連結されており、こ
れはフィードホーンを回転させ、来入波の分極に関して
変換器並びにLNA/LNBの回転位置を変化させるためであ
る。フィードホーンを回転させつつ、来入波の成分を増
幅する一つのLNBの電力レベルを電力計で監視すること
によって、正しいアラインメントを決定することができ
る。そして水平分極波あるいは垂直分極波について電力
レベルが最小並びに最大になる回転位置を求めることが
できる。2つのLNBは、互いに信号を90度隔てて受信す
るように調節してある故、一方の成分について電力の読
みが最小になる位置が他方の成分の最適位置になる。一
般的に言って、この最小又はゼロ電力は最大電力よりも
正確に決定することができる。すなわち、搬送波信号の
水平成分あるいは垂直成分のゼロ位置によって両成分に
フィードホーンの正しい方向が決まる。
フィードホーンが受ける信号を増幅器へ送る空胴共振
器を備えているアンテナもある。この探針(probe)
は、信号の水平成分あるいは垂直成分のいづれかに整合
するように方向を調節することができる。モータで駆動
することができるこの探針の最適位置は、電力計を使っ
て電力レベルが最大になる探針位置を求めることによっ
て決定することができる。
II.マイクロ波吸収材料 マイクロ波吸収材料は幅広い用途を持っているが、と
くに静電放電の管理分野によく利用される。電子装置、
とくに集積回路は静電気による損傷を受けやすい。一例
として、静電気を吸収、放散させることによって集積回
路を防護する静電気遮蔽袋,包装紙及びフォームが開発
されて来た。マイクロ波吸収材料は、航空機や船舶を含
むレーダ・アンテナにおいて、並びにアンテナとレーダ
の組合せを試験するための無響室において、望ましくな
い反射の防止用に利用されている。
マイクロ波吸収材料は一般に、絶縁キャリヤに導電材
をコーティング又は含浸した構造になっている。絶縁キ
ャリヤとしてはプラスチック・ポリマー,紙,ガラス,
布が適切である。ポリマーの処理に使えて、必要な抵抗
を有する任意の導体を使用することができる。
利用できる絶縁ポリマー・キャリヤとしての材料はポ
リエチレン,ポリスチレン,ポリエステル,フォーム,
成形ポリプロピレン,ポリエチレン並びにアクリル・ポ
リウレタンである。これらのプラスチックは化合段階に
おいて添加物を用いるか、あるいは導電材料をコーティ
ング又は含浸することによって導電化することができ
る。
プラスチック・ポリマーを導電化するいくつかの方法
がムーニー社(Mooney)の「空電制御製品市場における
ESDプラスチックの習得」(Mastering ESDPlastics in
Static Control Products Market,EMC Technology and
Interference Control News,Vol 7,No.1,pages 14−16,
February,1988)に紹介されている。
その中で推奨している1つの方法としては、電子トン
ネル効果によって導電路を作るために、炭素粒子をポリ
マー・キャリヤに添加することである。このトンネル効
果の効率は、炭素粒子間の平均粒間距離(average inte
raggregate distance)によって決まる。「カーボン・
ブラック・ポリマー」というこの加工ポリマーの導電率
は、空隙体積(void volume),粒径,構造,界面化学
特性(surface chemistry)並びに形状によって決ま
る。
金属の繊維や薄片を使うことによってもプラスチック
の導電率を高めることができる。アルミニウム,ステン
レス鋼,ニッケル又はアルミ被覆ガラスが常用されてい
る。
(作 用) 本発明の方法によれば、テレビジョン又はモニターに
接続されたアンテナの作動パラメータ、例えば、インパ
ルス雑音マージンは、(a)快晴条件下において、テレ
ビジョン又はモニターの画面にインパルス雑音又は閃光
が出現するまで受信信号を減衰させる,(b)インパル
スが生じさせるのに要する減衰量を決定する,(c)こ
れを減衰によるデルタG/Tに加えてアンテナの降雨マー
ジンを計算する、ことによって決定することができる。
より具体的には、本発明の好適実施態様として、校正
減衰パッドをアンテナ・フィードホーンの口の前に配置
して信号を減衰させ、パッドの減衰率を合計し、これを
デルタG/Tに加えることによって受信信号を減衰させる
ことができる。
本発明の方法によれば、画面にインパルスが出現する
までアンテナ・フィードホーンの口の上に減衰パッドを
配置して、インパルス数が最小になる位置を決定するた
めに方位角と迎角を調節することによって最適アンテナ
位置を決定することができる。
同様に、本発明の方法によれば、画面にインパルスを
出現させるだけの十分な減衰パッドを有するフィードホ
ーンを回転させ、インパルス数が最小になる位置を求め
ることによって、信号分極を合せるアンテナ位置を決定
することができる。
また本発明の方法によれば、パッドを配置する間、白
及び黒インパルスの数を監視することによって、最適受
信機の最適同調をチェックすることができる。黒インパ
ルスの数と白インパルスの数がほぼ等しくなった時が最
適同調状態である。
また本発明の方法によれば、適切な定数をインパルス
雑音マージンに加えることによってデスクランブラ・ド
ロップアウト・マージン(descrambler dropout margi
n)及び快晴時の搬送波対雑音比などのアンテナ・シス
テムの他の作動パラメータを求めることができる。
また本発明の方法によれば、各々相異なる既知の減衰
強さ(attenuative strength)を有している一組の減衰
パッドを用いて、前記の各種作動パラメータを求めるこ
とができる。すべてのパッドの減衰量の和を上限とする
ある減衰量を、減衰量が最小であるパッドの減衰量と等
しい分解度(resolution)に対して決定することができ
るように、パッドの減衰強さは互いに関連し合ってい
る。パッドは2の累乗によって互いに関連づけることが
できる。
(実施例) 第1図は標準的な対衛星用の皿型Ku−バンド・アンテ
ナ11を示し、増幅皿12とアンテナ・フィードホーン13を
有する。アンテナ・フィードホーン13の出力はLNA(低
雑音増幅器)又はLNB(低雑音ブロック変換器)14に接
続されている。そのLNA/LNB14の出力は受信機15に接続
されており、受信機15の出力はテレビジョン23に接続さ
れている。アンテナ11の正しい取り付けは、安定面上に
設置されること、皿板16を適切に位置決めすること、フ
ィードホーン13を増幅皿12の焦点に正確に配置させるこ
とにある。最適性能は、アンテナ11を衛星に正しく向け
て「ピーキング」を行うことによって得られる。
本発明に従ってアンテナをピーキングするには、第1
図に示すごとく校正マイクロ波減衰パッド50をフィード
ホーン13の前に置き、第3図に示すごとくテレビジョン
23の画面24に閃光(sparklies)25が出現するように、
受信信号を十分に減衰させることである。パッド50は、
ホーン14に可能な限り接近させなければならないし、ま
たホーン13の開口17を完全に塞ぐだけの大きさでなけれ
ばならない。パッド50は、第2図に示すごとく適切な支
持架台30に差込むか、又は補助者がテーピングするか又
は保持してもよい。本発明の好適実施態様として第5図
に示すように、1つの減衰パッド50は、水分その他減衰
効果に影響を及ぼす恐れがある要因から防護するため
に、プラスチック包装紙54で包装された炭素含浸ポリス
チレン・フォーム・パッド52である。各パッド50の減衰
率55を包装紙54のラベル56に表示することが望ましい。
黒い閃光の数と白い閃光の数がほぼ等しければ、受信
機15はトランスポンダ(衛星側)の中心周波数に正しく
同調されている。そうでない場合は受信機15を再同調し
なければならない。
続いてアンテナ11の方位角と迎角を加減し、受信効果
を調べる。閃光25の数が最小になる位置が最適アライン
メントである。調整中に閃光25が消滅した場合は閃光が
再出現するまでパッド50を追加し、この行程を繰返す。
ピーキングを行った後、仕様に適合しているかどうか、
アンテナ11の効果性能を確認すべきである。
本発明によれば、校正減衰パッド50を用いることによ
ってアンテナ・システムのインパルス雑音又は降雨マー
ジンを決定することができる。第1図に示すように、快
晴で雲のない日にアンテナを正しく衛星に配列され、テ
レビジョン23の電源を入れ、テレビジョン画面24に閃光
25が出現するまで、フィードホーン14の前にパッド50を
並べる。大抵のテレビジョン又はモニター装置の画面
は、搬送波対雑音比が約9乃至10dBになるまで、受信信
号を十分に減衰させれば閃光25が現われ始める。
パッド50は、衛星の搬送波と外部源による雑音を共に
減衰させる。ただしN値を構成している雑音の大半は地
球局の増幅器自体から発生するものであり、パッド50に
よって減衰されない。すなわち、校正マイクロ波減衰パ
ッド50はシステムの総雑音を十分に減衰させるわけでは
なく、インパルス雑音の搬送波対雑音比が限界に達する
恐れがある。
パッド50による減衰量は加算的に求められる。一例と
して、減衰率が2dBのパッドと減衰率が4dBのパッドを使
用した場合の総減衰量は6dBである。すなわちパッド50
による搬送波信号の総減衰量は、各パッドのパッケージ
56に表示されている減衰率55を合計することによって決
定される。
また、校正減衰パッド50を備えたホーン14が受ける搬
送波信号を減衰させれば、システム雑音又はシステム雑
音温度も大きくなる。試験所で校正された減衰パッドに
は、地上局受信システムのシステム雑音に対する減衰効
果を考慮することはできない。標準的校正方法として
は、ある送信機と受信機との間に1つの減衰パッド50を
置き、パッドを置いた場合と置かない場合の受信信号を
比較する。この場合の受信機は電力計の探針とすること
ができる。受信信号の減少量がパッド50の減衰率であ
る。しかしこの受信機は対衛星用受信機15よりもはるか
に雑音指数が大きく、校正されたパッドの減衰によるシ
ステム雑音の増大量を測定できるだけの十分な感度を備
えていない。それ故、地球受信局の降雨マージンを知る
ためには、減衰によるシステム雑音又はシステム雑音温
度の増大によるC/N(搬送波対雑音比)増大分を決定し
なければならない。アンテナ11のシステム雑音温度によ
る減衰の効果はデルタG/T(G/Tとは、アンテナ利得と受
信機雑音温度との比である)に等しい。
減衰量とデルタG/T間の関係は予め知られており、第
6図のグラフに示される通りである。デルタG/Tは、パ
ッド50の減衰量に関するこのグラフによって決定され、
インパルス雑音又は降雨マージンを決定するために、パ
ッド50の総減衰量にこのデルタG/Tが加算される。
減衰パッド50をホーン13の開口17を塞ぐよう適切な位
置に保持するために、第2図に示すように、減衰パッド
支持架台30をアンテナ・フィードホーン13の18に引掛け
ることができる。支持架台30は、挿入するパッド50を保
持し、そのパッド50をアンテナ・フィード13の開口17に
近接するよう固定するための格子32を有している。支持
架台30は、ポリエチレンなどのプラスチック材で作られ
ており、Ku−バンド信号に対しては十分に透過性があ
る。
受信機15の周期は閃光25がテレビジョン23の画面24に
現われている間、黒い閃光の数と白い閃光の数がほぼ同
じであるかどうか監視することによっても確認できる。
トランスポンダの中心周波数に正しく同期している場合
は、周波数変調された搬送信号の中心周波数の上下限に
おいて、周波数変数の同数が存在しなければならない。
白いインパルスは中心周波数の上限変調信号に対応し、
黒いインパルスは中心周波数の下限変調信号に対応して
いる。白と黒の閃光数の不一致は受信機15の再同期が必
要なことを示している。
フィードホーン13は、信号極性を分解する手段、即ち
第2図に示す直交変換器19によってLNB14に固定連結さ
れている。第2図はまた、搬送波信号の水平成分、垂直
成分を増幅する2つの個別LNB14a,14bを示す。直交変換
器19は、導波管であり、搬送波信号の水平成分と垂直成
分を分離し、この直線分極信号を受ける位置にそれぞれ
設けられているLNB14a又はLNB14bへ送る。ベース21のデ
ィスク20に固定されている回転フィードホーン13が、来
入信号との関係において直交変換器19を回転させる。直
交変換器を正しい方向に向けて来入信号の水平成分と垂
直成分を整合させ、来入信号の各成分の最大エネルギー
を各々LNB14a及び14bへ送る。減衰パッド50をフィード
ホーン13の前に配置し、フィードホーン13を回転させる
ことによって信号極性の最適分解度を求めることができ
る。閃光25の数が最小になるフィードホーン13の回転位
置がフィードホーンの最適アラインメントである。フィ
ードホーン13が回転している間、支持架台30とグリッド
32がパッド50を固定する。三脚22によってリム(rim)2
1が増幅皿12に連結されている。
例えば、2つのLNB14a及び14bを使用するコストを節
約したい場合は、伝送信号の一方の成分だけを受信用に
使用する。第4図に示す別形態のアンテナにおいては、
信号分極を分解する手段としての探針40と1つのLNB14
を使用している。探針40は、受信信号をLNB14へ送る空
胴共振器である。探針40の回転方向によって、探針40が
伝送信号の水平成分又は垂直成分に整合する。続いてこ
の信号成分がLNB14へ送られ、増幅される。探針40はモ
ータ42で駆動される。モータ42は受信機15の遠隔操作器
44で操作する。フィードホーン13の前にパッドを配置
し、テレビジョン画面24に閃光25を出現させ、遠隔操作
器44とモータ44とで探針40の方向を調節する。インパル
ス数が最小になる位置が探針40の最適方向である。この
ように探針40を用いれば信号の一方の成分を最適受信す
ることができる。
減衰パッド50は、降雨マージンをより正確に求めるた
めに、減衰強さが各々異なる2の累乗になるように作る
ことが可能である。一例として一組のパッドは、各パッ
ドの減衰率を1,2,4,8,16dBとすることができる。これに
よって降雨マージンを1乃至31dBの範囲内の整数値とし
て決定することができる。これよりも大きい、あるいは
小さい2進関数減衰値を有するパッドを加えることによ
って所望の測定範囲及び精度を確保することもできる。
これを一組としたパッドの分解度(resolution)は、最
小減衰率を有する一組のパッドに等しい。
今度は第5a,5b図を参照して、本発明の代表的実施態
様としての校正マイクロ波減衰パッド50は、絶縁キャリ
ヤ52に導電体を含浸し、ポリエチレン包装紙54を着せた
構造になっている。コスト並びに取扱いの観点から、好
適であるパッド構造は炭素添加ポリスチレン・フォーム
であるが、マイクロ波吸収材料は、様々な方法で導電化
できるさまざまな絶縁キャリヤで構成することができ
る。前出ムーニー社の「空電制御製品市場におけるESD
プラスチックの習得」参照。所望減衰を確保できる任意
の材料を用いることができる。ポリエチレン包装紙54
は、水分その他パッド50の減衰率を変化させる恐れがあ
る要因からパッドを防護する。
この実施態様の利点としては、減衰量が加算的及び均
一に求められること並びに、搬送波信号の減極の恐れが
ない。また、様々な減衰強さの標準パッドが発売されて
おり、この製品の製造技術は目覚ましい発展をとげてい
る。この材料は例えば帯電防止容器(antistatic recep
tacle)として集積回路やレコード盤の静電気除去に用
いられている。さまざまな減衰強さの減衰パッド又は帯
電防止パッドは、ラジオ・シャック,エマソン&カミン
グ及びトーマス・アンド・ベッツ社などで購入すること
ができる。
前述の本発明の好適実施態様においては減衰パッド50
を用いたが、フィードホーンが受ける信号を減衰するた
めに別の手段をLNA/LNBの前に配置し、受信信号の変化
の効果をテレビジョン画面又はモニター画面で観察する
こともできる。
また本発明の方法によれば、相異なる材料の減衰パッ
ドや金網などの別の減衰器を用いて受信信号を減衰する
こともできる。
実測インパルス雑音マージンに基づいて、アンテナ・
システムの他の作動パラメータを付加的に決定すること
もできる。デスクランブラ・ドロップアウト限界は、デ
スクランブラの同期を維持するために要する最小C/N比
であり、約3乃至4dBである。すなわちデスクランブラ
・ドロップアウト・マージンは、ほぼインパルス雑音マ
ージン+6dBに相当する。快晴時のC/N比の総計はおおよ
そ9乃至10dB+降雨マージンである。
実測値が仕様値から大きく逸脱していれば、アンテナ
装置,取付け又は送信衛星に問題があることを示してい
るといえる。
[発明の効果] 本発明の校正マイクロ波減衰パッドを用いれば、先行
技術の難点の多くを解消することができる。それは、地
球局の降雨マージンを決定する上で迅速,安価でかつ正
確な方法であることにある。本試験は非侵入的(non−i
ntrusive)であり、長時間にわたって番組を中断させる
ことがなく実行が容易である。
図面の簡単な説明 第1図は、本発明の方法に従った減衰パッドの使用を
示すアンテナ・システム取付けの部分略図である。
第2図は、本発明において使用する減衰パッド支持架
台並びにアンテナ・フィードホーン及びLNA/LNB間の相
互連結の詳細を示す。
第3図は、テレビジョン画面におけるインパルス雑音
の効果を示す。
第4図は、探針を示す別の形態のアンテナの部分略図
を示す。
第5a図は、ある1つの包装された校正減衰パッド及び
そのパッドの減衰量をデシベルで表示するラベルの正面
図である。
第5b図は、その包装された校正減衰パッドの側面図で
ある。
第6図は、総減衰量とデルタG/Tとの関係を示すグラ
フである。

Claims (30)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】快晴で雲のない日に、作動中のテレビジョ
    ン受像機又はモニター装置に接続されたアンテナの降雨
    マージンを決定するための方法であって、この方法は、
    既知の異なった減衰率をそれぞれ有する複数のパッドを
    前記アンテナのフィードホーンの前に配置することによ
    って前記テレビジョン又はモニターの画面にインパルス
    が出現するまで受信信号を減衰させる行程と、そのイン
    パルスを引き起こす減衰量を決定する行程と、前記アン
    テナの降雨マージンをもたらすため、インパルスを引き
    起こす減衰量に減衰によるデルタG/Tを加える行程とか
    らなり、前記各パッドは信号受信方向に配置できまた取
    除くことができる方法。
  2. 【請求項2】前記減衰量の決定行程は、前記各パッドの
    減衰率を合計することからなる請求の範囲第1項に記載
    の方法。
  3. 【請求項3】インパルスが出現した後、前記アンテナの
    方位角と仰角を調整することにより、アンテナのアライ
    ンメントをキーピングし、前記画面を監視しながらイン
    パルスを最小にする位置を決定することにより、前記ア
    ンテナのアラインメントを決定する行程を更に加えた請
    求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。
  4. 【請求項4】減衰量対デルタG/Tのグラフから、前記デ
    ータG/Tが決定される請求の範囲第1項又は第2項に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】前記パッドは各々異なる減衰強さを有し、
    前記画面にインパルスを出現させる最小減衰量を求める
    ために、相異なる減衰強さのパッドを前記アンテナのフ
    ィールドホーンの前に配置することからなる請求の範囲
    第2項に記載の方法。
  6. 【請求項6】前記パッドを保持する支持架台を前記アン
    テナに取付け、減衰パッドをアンテナのフィードの前に
    配置する前記行程において、前記インパルスが画面に出
    現するところまでパッドを前記支持架台の中に差込む行
    程を含み、前記支持架台が搬送波信号に対して十分に透
    過性を有する請求の範囲第2項に記載の方法。
  7. 【請求項7】前記支持架台は前記アンテナのフィードに
    取付けられる請求の範囲第6項に記載の方法。
  8. 【請求項8】前記パッドが、導電体を含浸させた絶縁体
    からなる請求の範囲第2項に記載の方法。
  9. 【請求項9】前記絶縁体がプラスチック・フォーム・パ
    ッドであり、前記導電体が炭素である請求の範囲第8項
    に記載の方法。
  10. 【請求項10】前記降雨マージンに6dBを加えることに
    よって、前記アンテナのデスクランブラ・ドロップアウ
    ト・マージンを決定することからなる請求の範囲第1項
    又は第2項に記載の方法。
  11. 【請求項11】前記降雨マージンに9dBを加えることに
    よって、快晴時の搬送波対雑音(C/N)比を決定するこ
    とからなる請求の範囲第1項又は第2項に記載の方法。
  12. 【請求項12】前記受信アンテナはku−バンドで使用さ
    れる請求の範囲第1項に記載の方法。
  13. 【請求項13】テレビジョン又はモニター画面上にイン
    パルスを出現させるための、LNA/LNBの前方に配置され
    既知の異なった減衰率をそれぞれ有する複数の減衰パッ
    ドを含み、各減衰パッドは信号受信方向に配置できまた
    取除くことができる減衰手段により、テレビジョン受像
    機又はモニター装置に接続しているアンテナが受ける搬
    送波信号を減衰し、その結果、前記テレビジョン受像機
    又はモニター装置の画面上で受信搬送波信号のインパル
    ス変化の効果が監視でき、テレビジョン又はモニター上
    のインパルスにおいて、対応する予め決められた効果を
    観察しながらアンテナの方向づけを調整することによっ
    て、予め決められた前記複数の作動パラメータのいくつ
    かのために前記アンテナの方向づけを最大限に利用し、
    複数のアンテナ動作パラメータが対応する正しい仕様に
    一致しているかどうかを決定するための方法。
  14. 【請求項14】前記減衰行程は、減衰パッドを前記アン
    テナのフィールドホーンの前方に配置することからなる
    請求の範囲第13項に記載の方法。
  15. 【請求項15】決定すべき作動パラメータが衛星に対す
    る前記アンテナのアラインメントであり、更に、 前記画面に前記インパルスが出現した後アンテナの方位
    角と仰角を変更する行程と、 前記インパルスに対し前記変更行程の効果を監視する行
    程と、 インパルス数が最小になる方位角と仰角を決定する行程
    とからなる請求の範囲第13項又は第14項に記載の方法。
  16. 【請求項16】前記アンテナの方位角と仰角の変更中に
    前記インパルスが消滅したら前記配置行程をやり直し、
    前記変更工程及び監視行程を繰り返すことからなる請求
    の範囲第15項に記載の方法。
  17. 【請求項17】テレビジョン又はモニター画面上にイン
    パルスを出現させるための、LNA/LNBの前方に配置され
    た減衰手段により、テレビジョン受像機又はモニター装
    置に接続しているアンテナが受ける搬送波信号を減衰
    し、その結果、前記テレビジョン受像機又はモニター装
    置の画面上で受信搬送波信号のインパルス変化の効果が
    監視でき、テレビジョン又はモニター上のインパルスに
    おいて、対応する予め決められた効果を観察しながらア
    ンテナの方向づけを調整することによって、予め決めら
    れた前記複数の作動パラメータのいくつかのために前記
    アンテナの方向づけを最大限に利用し、複数のアンテナ
    動作パラメータが対応する正しい仕様に一致しているか
    どうかを決定するための方法であり、 決定すべき作動パラメータが前記アンテナの受信機の適
    正同期であり、黒いインパルス数と白いインパルス数が
    ほぼ等しいかどうかを決定し、等しくなければ等しくな
    るまで前記受信機を同期し直す行程からなる方法。
  18. 【請求項18】テレビジョン又はモニター画面上にイン
    パルスを出現させるための、LNA/LNBの前方に配置され
    た減衰手段により、テレビジョン受像機又はモニター装
    置に接続しているアンテナが受ける搬送波信号を減衰
    し、その結果、前記テレビジョン受像機又はモニター装
    置の画面上で受信搬送波信号のインパルス変化の効果が
    監視でき、テレビジョン又はモニター上のインパルスに
    おいて、対応する予め決められた効果を観察しながらア
    ンテナの方向づけを調整することによって、予め決めら
    れた前記複数の作動パラメータのいくつかのために前記
    アンテナの方向づけを最大限に利用し、複数のアンテナ
    動作パラメータが対応する正しい仕様に一致しているか
    どうかを決定するための方法であり、 決定すべき動作パラメータが信号分極を一致させるアン
    テナの最適位置であり、前記アンテナは信号分極を分解
    する分解手段を備え、この分解手段を調整する行程と、
    インパルス数を最小にする調整を決定する行程とからな
    る方法。
  19. 【請求項19】前記分解手段は、前記フィールドホーン
    を回転させることにより前記直交変換器が回転するよう
    に、前記フィールドホーンと前記LNA/LNBに接続されて
    いる直交変換器であり、前記フィールドホーンを回転さ
    せる行程と、インパルス数が最小になる方向を確認する
    行程とからなる請求の範囲第18項に記載の方法。
  20. 【請求項20】前記分解手段は、増幅器に接続され前記
    フィールドホーンの後に位置している探針であり、その
    探針を回転させ、インパルス数が最小になる方向を決定
    することからなる請求の範囲第18項に記載の方法。
  21. 【請求項21】前記アンテナがKu−バンド・アンテナで
    ある請求の範囲第13項又は第14項に記載の方法。
  22. 【請求項22】決定すべき作動パラメータがインパルス
    雑音マージンであり、前記画面にインパルスを出現させ
    るのに要する総減衰量を決定し、この総減衰量に基づい
    てデルタG/Tを決定し、インパルス雑音マージンを算出
    するためにこの総減衰量にデルタG/Tを加えることから
    なる請求の範囲第13項に記載の方法。
  23. 【請求項23】決定すべき前記作動パラメータがインパ
    ルス雑音マージンで、前記減衰パッドが既知の減衰率を
    有しており、快晴で雲のない日において、 前記アンテナのフィードホーンの前方に配置した前記減
    衰パッド各減衰率を合計する行程と、 減衰率の合計に基づいて前記アンテナのデルタG/Tを決
    定する行程と、 インパルス雑音マージンを算出するために、デルタG/T
    を前記減衰率の合計に加える行程とからなる請求の範囲
    第14項に記載の方法。
  24. 【請求項24】決定すべき作動パラメータがデスクラン
    ブラ同期マージンであり、前記降雨マージンに6dBを加
    える行程とからなる請求の範囲第22項又は第23項に記載
    の方法。
  25. 【請求項25】決定すべき作動パラメータが快晴時の搬
    送波対雑音比であり、前記降雨マージンに9dBを加える
    行程とからなる請求の範囲第22項又は第23項に記載の方
    法。
  26. 【請求項26】地球局受信システムの作動パラメータを
    決定するために使用する減衰パッドの一組において、テ
    レビジョン又はモニターの画面にインパルスが出現する
    まで受信信号を減衰するために、この一組のパッドはア
    ンテナフィードホーンの前に配置され相異なる既知の減
    衰強さを有し、各パッドは信号受信方向に配置できまた
    取除くことができ、前記一組の全パッドの総減衰量を上
    限とするある減衰量を、最小減衰率を有する前記一組の
    パッド減衰量と等しい分解度に対して決定できるように
    前記パッドの減衰量が互いに関連づけられている一組の
    減衰パッド。
  27. 【請求項27】前記一組の各パッドの減衰量が2の累乗
    によって互いに関連づけられている請求の範囲第26項に
    記載の一組の減衰パッド。
  28. 【請求項28】前記一組の減衰パッドは、1、2、4、
    8及び16dBの値を有する請求の範囲第27項に記載の一組
    の減衰パッド。
  29. 【請求項29】前記減衰パッドは、絶縁体と導電体とで
    構成されており、前記パッドに存在する前記導電体の量
    によって前記異なる減衰強さが決定する請求の範囲第26
    項に記載の一組の減衰パッド。
  30. 【請求項30】前記地球局受信システムに連結する支持
    架台を備え、前記支持架台が前記減衰パッドを前記地球
    局受信システムのアンテナ・フィードホーンに近接させ
    て保持するグリッドを有する請求の範囲第26項に記載の
    一組の減衰パッド。
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