DE10260697A1

DE10260697A1 - Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung und Antennensytem

Info

Publication number: DE10260697A1
Application number: DE10260697A
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Honma
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2022-12-24
Also published as: JP2003315012A; JP3903836B2; FR2838872A1; DE10260697B4; US20030197655A1; US6720928B2; FR2838872B1

Abstract

Ein Laserzeiger und ein Bildsensor werden als Meßsystem verwendet, und zwei Meßsysteme sind so angeordnet, daß Laserstrahlen in entgegengesetzter Richtung abgestrahlt werden. Der eine Laserzeiger und der eine Bildsensor sind in dem Referenz-Meßbereich angeordnet, und ein Laserzeiger und ein Bildsensor sind in dem Meßbereich angeordnet. Die Parallelverlagerung DELTAX und die Neigung THETA des Meßbereichs werden separat auf der Basis von Meßergebnissen berechnet, die von diesen beiden Meßsystemen erhalten werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Messung einer Parallelverlagerung/Neigung eines Meßbereichs relativ zu einem Referenz-Meßbereich auf dem Gebiet der Präzisionsmeßtechnik, sowie ein Antennensystem, das mit einer solchen Meßvorrichtung ausgestattet ist, um den Ausrichtungsfehler zu korrigieren.

Beispielsweise auf dem Gebiet der Radioastronomie gibt es seit einiger Zeit einen Bedarf für die Beobachtung von Radiowellen mit einer höheren Frequenz von einer Millimeterwelle bis zu einer Submillimeterwelle. Wenn die Beobachtung der Radiowellen-Himmelssphäre bei hoher Frequenz durchgeführt wird, ist die höhere Präzision bei der Richtungsverfolgung der reflektierenden Spiegelfläche des Teleskops und des Strahls erforderlich.

Dagegen wird eine größere Aperturgröße des Teleskops erforderlich, um den Beobachtungswirkungsgrad zu steigern, und ferner ist es erforderlich, sämtliche Wetterbeobachtungen Tag und Nacht durchzuführen. Da die Aperturgröße zunimmt, nimmt die Eigengewicht-Verformung des Teleskops zu, und im übrigen wird die thermische Verformung aufgrund der Sonnenstrahlung oder die Verformung durch Winddruck größer.

Es ist daher schwierig, die hohe Präzision der Richtungsverfolgung zu erhalten. Um die Forderung nach einer derart hohen Präzision der Richtungsverfolgung zu befriedigen, wird eine Technologie zur Messung/Korrektur des Ausrichtungsfehlers des reflektierenden Spiegels des Teleskops in Echtzeit benötigt.

Fig. 6 ist eine Konfigurationsansicht, die ein bekanntes Antennenwinkelerfassungssystem zeigt, das beispielsweise in der nicht geprüften JP-Patentanmeldung Nr. Hei 3-3402 angegeben ist. In Fig. 6 ist 1 ein Hauptreflexionsspiegel, 2 ist ein Antennensockel, und 3 ist ein AZ-Winkelsensor der Antenne, der an dem Antennensockel 2 fest angebracht ist. Ferner ist 4 ein EL-Winkelsensor der Antenne, 5 ist ein EL-Winkelsensor vom gleichen Typ wie der EL-Winkelsensor 4 oder eine Halterung, die nur ein Gehäuse hat, das gleich dem von dem EL-Winkelsensor ist.

Ferner ist 6 ein Lichtstrahlerzeuger, und es sind zwei Lichtstrahlerzeuger 6 an dem AZ-Winkelsensor 3 vorgesehen, und 7 ist ein optischer AZ-Achsenpositionssensor, der an den EL-Winkelsensoren 4 bzw. 5 angebracht ist. Der von dem Lichtstrahlerzeuger 6 abgegebene Lichtstrahl wird auf den optischen AZ-Achsenpositionssensor 7 abgestrahlt. Ferner ist 8 ein Lichtstrahlerzeuger, der an den EL- Winkelsensoren 4 bzw. 5 vorgesehen ist, und 9 ist ein optischer EL-Achsenpositionssensor, der an dem AZ-Winkelsensor 3 vorgesehen ist.

Der von dem Lichtstrahlerzeuger 8 abgegebene Lichtstrahl wird auf den optischen EL-Achsenpositionssensor 9 abgestrahlt. Der optische AZ-Achsenpositionssensor 7 und der optische EL-Achsenpositionssensor 9 sind von einer zweigeteilten Fotodiode gebildet und so angeordnet, daß sie die Strahlabweichung nur in Richtung der Y-Achse erfassen.

Als nächstes wird die Funktionsweise erläutert. Wenn der Antennensockel 2 verformt wird, dann werden die Verdrehverformung auf die Achse und eine Parallelverformung erzeugt. Bei dem in Fig. 6 gezeigten System sind zwei Gruppen der Lichtstrahlerzeuger 6 und der optischen AZ-Achsenpositionssensoren 7 für die AZ- Achse vorgesehen, und zwei Gruppen der Lichtstrahlerzeuger 8 und der optischen EL-Achsenpositionssensoren 9 sind für die EL-Achse vorgesehen.

Der Verdrehbetrag in der AZ-Achse wird auf der Basis der Differenz zwischen den Ausgangswerten der beiden Gruppen der optischen AZ-Achsenpositionssensoren 7 errechnet. Ferner wird ein Verdrehbetrag in der EL-Achse auf der Basis der Differenz zwischen einer Summe von Ausgangswerten von zwei Gruppen der optischen EL-Achsenpositionssensoren 9 und einer Summe von Ausgangswerten von zwei Gruppen der optischen AZ-Achsenpositionssensoren 7 errechnet.

Die Richtung der wahren Antennenausrichtung wird errechnet durch Addition/Subtraktion von entsprechenden Verdrehbeträgen der Achsen, die auf diese Weise erfaßt werden, zu/von Winkelsignalen, die von den EL-Winkelsensoren 4, 5 bzw. dem AZ-Winkel sensor 3 erfaßt werden.

Da das Antennenwinkelerfassungssystem beim Stand der Technik wie oben beschrieben aufgebaut ist, müssen die optischen Positionssensoren und die Lichtstrahlerzeuger an den EL-Winkelsensoren und dem AZ-Winkelsensor angeordnet sein. Dabei stellt sich das Problem, daß die Anordnung dieser Einrichtungen die Antennenkonstruktion einschränkt. Ferner sind die verwendeten Sensoren optische Positionssensoren, die den Lichtstrahl erfassen.

Daher ergibt sich das weitere Problem, daß die Einschränkung besteht, daß die Markierung zur Anzeige der Verlagerung der Meßstelle von dem Hochleistungs- Lichtstrahlerzeuger realisiert werden muß. Außerdem werden bei dem bekannten Antennenwinkelerfassungssystem die Ausgangswerte der Winkelsensoren auf den jeweiligen Achsen auf der Basis der wahren erfaßten Ausrichtung korrigiert.

In diesem Fall kann insbesondere der Ausrichtungsfehler bei der hohen Frequenz nicht korrigiert werden, indem nur die Ausgangswerte der Winkelsensoren korrigiert werden, und somit besteht das weitere Problem, daß die hohe Präzision bei der Antennenrichtungsverfolgung nicht erreicht werden kann.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die vorstehenden Probleme zu überwinden. Aufgabe der Erfindung ist die Angabe einer Parallelverlagerungs-/Neigungs- Meßvorrichtung, die imstande ist, eine Parallelverlagerung und eine Neigung des Meßbereichs mit einer geringen Einschränkung bei der Anordnung von Meßeinrichtungen zu messen, und die Angabe eines Antennensystems zur Korrektur des Antennenausrichtungsfehlers unter Verwendung dieser Parallelverlagerungs- /Neigungs-Meßvorrichtung.

Eine Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung gemäß der Erfindung gemäß einem ersten Aspekt weist folgendes auf: eine erste Markierung zur Anzeige einer Position, die in einem Referenz-Meßbereich vorgesehen ist; einen ersten Bildsensor, der in einem Meßbereich der ersten Markierung gegenüberliegend angeordnet ist; eine zweite Markierung zur Anzeige einer Position, die in dem Meßbereich vorgesehen ist; einen zweiten Bildsensor, der in dem Referenz-Meßbereich der zweiten Markierung gegenüberliegend angeordnet ist; einen Positionsberechnungsbereich zum Berechnen von Positionen der ersten Markierung und der zweiten Markierung, die von dem ersten Bildsensor und dem zweiten Bildsensor aufgenommen werden; und einen Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich zum Berechnen einer Parallelverlagerung und einer Neigung des Meßbereichs auf der Basis der Positionen der ersten Markierung und der zweiten Markierung, die von dem Positionsberechnungsbereich berechnet wurden.

Ein Antennensystem gemäß der Erfindung gemäß einem zweiten Aspekt weist folgendes auf: einen Antennensockel zur Halterung einer Elevationswinkel- Antriebsachse einer Antenne; eine erste Markierung zur Anzeige einer Position, die in einem oberen Bereich des Antennensockels vorgesehen ist; einen ersten Bildsensor, der in einem unteren Bereich des Antennensockels der ersten Markierung gegenüberliegend vorgesehen ist; eine zweite Markierung zur Anzeige einer Position, die in dem unteren Bereich des Antennensockels vorgesehen ist; einen zweiten Bildsensor, der in dem oberen Bereich des Antennensockels der zweiten Markierung gegenüberliegend vorgesehen ist; einen Positionsberechnungsbereich zum Berechnen der Positionen der ersten Markierung und der zweiten Markierung, die von dem ersten Bildsensor und dem zweiten Bildsensor aufgenommen werden; und einen Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich zum Berechnen einer Parallelverlagerung und einer Neigung des oberen Bereichs des Antennensockels auf der Basis der von dem Positionsberechnungsbereich berechneten Positionen der ersten Markierung und der zweiten Markierung.

Ein Antennensystem gemäß der Erfindung gemäß einem dritten Aspekt weist folgendes auf: einen Antennensockel zur Halterung einer Elevationswinkel- Antriebsachse einer Antenne; erste Markierungen zur Anzeige von Positionen, die in rechten bzw. linken Bereichen eines oberen Bereichs des Antennensockels vorgesehen sind; erste Bildsensoren, die in rechten und linken Bereichen eines unteren Bereichs des Antennensockels jeweils den ersten Markierungen gegenüberliegend vorgesehen sind; zweite Markierungen zur Anzeige von Positionen, die jeweils in rechten und linken Bereichen des unteren Bereichs des Antennensockels vorgesehen sind; zweite Bildsensoren, die jeweils in rechten und linken Bereichen des oberen Bereichs des Antennensockels den zweiten Markierungen gegenüberliegend vorgesehen sind; einen Positionsberechnungsbereich zum Berechnen von Positionen der ersten und der zweiten Markierungen, die von den ersten Bildsensoren und den zweiten Bildsensoren aufgenommen werden; einen Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich zum Berechnen von Parallelverlagerungen und Neigungen des rechten und des linken Bereichs des oberen Bereichs des Antennensockels auf der Basis der Positionen der ersten Markierungen und der zweiten Markierungen, die von dem Positionsberechnungsbereich berechnet werden; und einen Ausrichtungsfehler-Berechnungsbereich zum Berechnen eines Antennenausrichtungsfehlers auf der Basis der Parallelverlagerungen und der Neigungen des rechten und des linken Bereichs des oberen Bereichs des Antennensockels, die von dem Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich berechnet werden.

Das Antennensystem gemäß einem vierten Aspekt weist ferner einen Antennenantriebsbereich auf, um die Antenne auf einer Azimutwinkel- oder Elevationswinkelachse auf der Basis des Antennenausrichtungsfehlers anzutreiben, der von dem Ausrichtungsfehler-Berechnungsbereich berechnet wird, um eine Richtung der Antennenausrichtung zu korrigieren.

Das Antennensystem weist gemäß einem fünften Aspekt ferner einen Hilfsspiegelantriebsbereich zum Antreiben eines Hilfsspiegels auf der Basis des Antennenausrichtungsfehlers auf, der von dem Ausrichtungsfehler-Berechnungsbereich berechnet wird, um eine Richtung der Antennenausrichtung zu korrigieren.

Das Antennensystem weist gemäß einem sechsten Aspekt ferner einen mit Hochgeschwindigkeit angetriebenen Spiegelantriebsbereich auf, um einen mit Hochgeschwindigkeit angetriebenen Spiegel auf der Basis des von dem Ausrichtungsfehler-Berechnungsbereich berechneten Antennenausrichtungsfehlers anzutreiben, um eine Richtung der Antennenausrichtung zu korrigieren.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine Konfigurationsansicht, die ein Beispiel einer Parallelverlagerungs- /Neigungs-Meßvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine schematische Ansicht, die das Prinzip der Parallelverlagerungs- /Neigungs-Meßvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine schematische Ansicht, die das Prinzip der Parallelverlagerungs- /Neigungs-Meßvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt;
Fig. 4 eine schematische Ansicht, die das Prinzip der Parallelverlagerungs- /Neigungs-Meßvorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Konfigurationsansicht, die ein Beispiel eines Antennensystems gemäß einer Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt; und
Fig. 6 eine Konfigurationsansicht, die ein bekanntes Antennenwinkel-Erfassungssystem zeigt.

Ausführungsform 1

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird nachstehend eine Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 der Erfindung beschrieben. Fig. 1 ist eine Konfigurationsansicht, die ein Beispiel der Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 zeigt. In Fig. 1 bezeichnet 10 einen Meßbereich, dessen Verlagerung und Neigung gemessen werden, und 11 ist ein Referenz-Meßbereich, der als Meßreferenz dient.
12a und 12b sind Laserzeiger, die als Markierungen dienen, 13a und 13b sind zweidimensionale Bildsensoren, die Bilder der Laserzeiger 12a und 12b aufnehmen, und 14a und 14b sind Bilddaten, die von dem Bildsensor 13a und dem Bildsensor 13b ausgegeben werden. 15 ist ein Positionsberechnungsbereich, der den Schwerpunkt des Laserstrahls berechnet, der von den Laserzeigern 12a bzw. 12b abgegeben wird.
Die Bilddaten 14a und 14b werden in Schwerpunktposition-Berechnungsschaltungen 15a bzw. 15b eingegeben, und ihre Schwerpunkte werden berechnet. Ferner sind 16a und 16b Schwerpunktdaten der Laserstrahlen, die von den Schwerpunktposition-Berechnungsschaltungen 15a und 15b berechnet werden, und 17 ist ein Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich, der die Verlagerung und die Neigung des Meßbereichs aus den Schwerpunktdaten 16a und 16b errechnet.
Als nächstes wird das Prinzip der Messung von Verlagerung und Neigung erläutert. In Fig. 2 sind 18a und 18b Bilder von den Bildsensoren 13a und 13b. Fig. 2 zeigt den ursprünglich eingestellten Zustand, Fig. 3 zeigt den Zustand, in dem eine Parallelverlagerung ΔX erzeugt ist, und Fig. 4 zeigt den Zustand, in dem eine Rotation 6y erzeugt ist.
Der Bildsensor erfaßt die positionsmäßige Verlagerung des Laserstrahls in der zweidimensionalen Ebene. In diesem Fall sind der Laserzeiger und der Bildsensor, die vertikal positioniert sind, als ein Meßsystem eingerichtet, und dann sind zwei Meßsysteme so angeordnet, daß jeweilige Laserstrahlen in entgegengesetzte Richtungen abgestrahlt werden können.
Wie Fig. 1 zeigt, sind dabei ein Laserzeiger und ein Bildsensor in dem Referenz- Meßbereich angeordnet, und ferner sind ein anderer Laserzeiger und ein anderer Bildsensor in dem Meßbereich angeordnet. Die Parallelverlagerung ΔX und die Neigung θ werden separat auf der Basis der Meßergebnisse dieser beiden Meßsysteme errechnet.
Wie Fig. 3 zeigt, wird angenommen, daß die Positionen der Laserstrahlen der Bilder 18a und 18b mit P1(X1, Y1), P2(X2, Y2) vorgegeben sind; wenn der Meßbereich um ΔX in Richtung der X-Achse verlagert ist, ist ΔX gegeben durch

ΔX = X1 = -X2 (1).
Wenn dagegen, wie Fig. 4 zeigt, der Meßbereich um Δθy auf der Y-Achse gedreht wird, wird bei einer Entfernung L zwischen dem Meßbereich 10 und dem Referenz-Meßbereich 11 nur der Wert X2 geändert und ist gegeben durch

tan(Δθy) = X2/L (2).
Wenn die Verlagerung ΔX und die Rotation Δθ gleichzeitig erzeugt werden, sind auf der Grundlage dieser Fakten

ΔX = X1 (3)

tan(Δθy) = (X1 + X2)/L (4)

gegeben.
Gemäß der Gleichung (4) wird Δθy berechnet als

Δθy = tan^-1((X1 + X2)/L) (5).
Somit kann die Parallelverlagerung mittels Gleichung (3) und die Rotation mittels Gleichung (5) berechnet werden.
Wenn in diesem Fall die von dem Laserzeiger 12a und dem Laserzeiger 12b abgegebenen Laserstrahlen hinreichend schmal sind, können die von dem Bildsensor 13a und dem Bildsensor 13b gemessenen Positionen der Laserstrahlen durch Pixel auf dem Bildsensor 13a und dem Bildsensor 13b erkannt werden. Dann können die Pixelpositionen von der Schwerpunktposition-Berechnungsschaltung 15a und der Schwerpunktposition-Berechnungsschaltung 15b ausgegeben werden.
Tatsächlich ist jedoch der von dem Laserzeiger abgegebene Laserstrahl dicker als die Pixelgröße des Bildsensors, und daher wird der Laserstrahl auf eine Vielzahl von Pixeln des Bildsensors abgestrahlt. In diesem Fall wird zum Zweck der Bestimmung, auf welches Pixel des Bildsensors der Laserstrahl hauptsächlich abgestrahlt wird, der Schwerpunkt erfaßt.
Als Möglichkeit zum Erfassen des Schwerpunkts des Laserstrahls gibt es das Verfahren, das den Punkt, an dem die Gesamtsumme der Produkte von Ausgangswerten jeweiliger Pixel des Bildsensors und von Distanzen von der Mittelposition zu 0 wird, als Schwerpunktposition (Schwerpunktpixel) bestimmt. Wenn beispielsweise ein Ausgangssignal des Bildsensors mit 1 und 0 dargestellt wird, so wird die Schwerpunktposition des Laserstrahls als flächenzentrierte Position des Strahlungsbereichs des Laserstrahls gegeben.

Ausführungsform 2

Ein Antennensystem gemäß einer Ausführungsform 2 der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Fig. 5 ist eine Konfigurationsansicht eines Beispiels des Antennensystems gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung. In Fig. 5 ist 19 eine Elevationswinkelachse bzw. EL-Achse der Antenne, und 20 ist ein Azimutwinkel bzw. eine AZ-Achse der Antenne. Ferner sind 21a und 21b EL-Achsenlager, die für die Elevationswinkelachse 19 vorgesehen sind.
Diese EL-Achsenlager 21a und 21b stützen eine Antenne 1 so ab, daß die Antenne 1 auf der Elevationswinkelachse 19 des Antennensockels 2 gedreht werden kann. Ferner ist 22 ein AZ-Achsenlager, und dieses AZ-Achsenlager 22 stützt den Antennensockel 2 drehbar auf der Azimutwinkelachse ab.
Ferner sind 23a und 23b Antennenstützbereiche, die unter den EL-Achsenlagern 21a und 21b angeordnet und an oberen Bereichen des Antennensockels 2 positioniert sind. Die oberen Bereiche 23a und 23b des Antennensockels 2 entsprechen dem Meßbereich 10 bei der Ausführungsform 1.
Ferner sind 24a und 24b Antennensockel-Montagebereiche, die über dem AZ-Achsenlager 22 und an unteren Bereichen des Antennensockels 2 positioniert sind. Die unteren Bereiche 24a und 24b des Antennensockels 2 entsprechen dem Referenz-Meßbereich 11 der Ausführungsform 1. Ferner ist 25 ein Laserzeiger, der als Markierung dient, und 26 ist ein zweidimensionaler Bildsensor, der das Bild des Laserzeigers aufnimmt.
Der Laserzeiger 25 und der Bildsensor 26 sind an insgesamt vier Stellen der oberen Bereiche 23a und 23b des Antennensockels 2 und der unteren Bereiche 24a und 24b des Antennensockels 2 vorgesehen. Eine Gruppe aus dem Laserzeiger 25 und dem Bildsensor 26, auf den der Laserstrahl abgestrahlt wird, ist vertikal als eine Gruppe vorgesehen, um die Strahlung des Laserstrahls zuzuführen, die in Fig. 5 durch eine gestrichelte Linie mit Pfeil angedeutet ist.
In Fig. 5 bezeichnet ferner 27 die Bilddaten, die von vier Bildsensoren 26 geliefert werden. 28 sind Verlagerungs- und Neigungsdaten der oberen Bereiche 23a und 23b des Antennensockels 2, die von dem Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich 17 berechnet werden, und 29 ist ein Ausrichtungsfehlerberechnungsbereich, der den Ausrichtungsfehler auf der Basis der Verlagerungs- und Neigungsdaten 28 berechnet.
Ferner ist 30 ein Antennentreiberbereich zum Treiben des Hauptreflektors 1 der Antenne auf der Azimutwinkelachse und der Elevationswinkelachse auf der Basis des Ausrichtungsfehlers, der von dem Ausrichtungsfehlerberechnungsbereich 29 berechnet wird, 31 ist ein Hilfsreflektortreiberbereich zum Treiben eines Hilfsreflektors auf der Basis des von dem Ausrichtungsfehlerberechnungsbereich 29 berechneten Ausrichtungsfehlers.
32 ist ein Hochgeschwindigkeitstreiberbereich zum Treiben eines Spiegels, dessen Richtung für die Ausrichtung mit Hochgeschwindigkeit angetrieben bzw. eingestellt werden kann, und zwar auf der Basis des von dem Anzeigefehlerberechnungsbereich 29 berechneten Anzeigefehlers. In diesem Fall bezeichnen in Fig. 5 diejenigen Bereiche, die die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 tragen, die Bereiche, die mit den genannten Bereichen identisch oder dazu äquivalent sind.
Bei der Ausführungsfarm 2 werden die unteren Bereiche 24a und 24b des Antennensockels 2, an denen die Verformung klein ist, die als Ursache für den Anzeigefehler der Antenne wirkt, als Referenz-Meßbereich genutzt. Ferner werden die oberen Bereiche 23a und 23b des Antennensockels 2 als Meßbereich genutzt. Es ist zu bedenken, daß dann, wenn die thermische Verformung des Gesamtantennensystems oder die windbedingte Verformung auftritt, die Parallelverlagerung und die Neigung in den oberen Bereichen 23a und 23b des Antennensockels 2 erzeugt werden, so daß die Ausrichtung der Antenne durch die Parallelverlagerung und die Neigung geändert wird.
Der Laserzeiger 25 und der Bildsensor 26 sind in diesen Bereichen 23a und 23b bzw. 24a und 24b angeordnet. Zwei Gruppen des Laserzeigers 25 und des Bildsensors 26 (der obere und der untere Laserzeiger und der obere und der untere Bildsensor, die durch eine gestrichelte Linie mit Pfeil in Fig. 5 miteinander verbunden sind, werden als eine Gruppe verwendet) sind an der rechten und der linken Seite des Antennensockels 2 vorgesehen, d. h. insgesamt sind vier Gruppen davon vorgesehen.
Wenn die Laserzeiger 25 und die Bildsensoren 26 auf diese Weise vorgesehen sind, können die Parallelverlagerung und die Neigung des rechten und linken Meßbereichs des Antennensockels 2, d. h. der oberen Bereiche 23a und 23b des Antennensockels 2, jeweils berechnet werden. Wenn der obere Bereich 23a und der untere Bereich 24a des Antennensockels 2 beispielsweise speziell beobachtet werden, bildet diese Anordnung die in Fig. 1 gezeigte Parallelverlagerungs- /Neigungs-Meßvorrichtung.
Die Einrichtungen und das Verfahren zum Berechnen der Parallelverlagerung und der Neigung des Meßbereichs mit dieser Meßvorrichtung sind die gleichen wie bei der Ausführungsform 1. Wenn ferner der obere Bereich 23b und der untere Bereich 24b des Antennensockels 2 betrachtet werden, gilt das gleiche.
Der Anzeigefehlerberechnungsbereich 29 berechnet den Antennenanzeigefehler auf der Basis der Parallelverlagerung und der Neigung, die an den oberen Bereichen 23a und 23b des Antennensockels 2 gemessen/berechnet werden. Es sei angenommen, daß ein Neigungsbetrag auf der X-Achse (der Elevationswinkelachse), der an den oberen Bereichen 23a und 23b des Antennensockels 2 gemessen/berechnet wird, Δθxa bzw. Δθxb ist; dann können der Anzeigefehler 8x auf der EL-Achse und der Anzeigefehler ez auf der AZ-Achse mit den nachstehenden Gleichungen berechnet werden.

θx = (Δθxa + Δθxb)/2 (6)

θz = (Δθxa - Δθxb)/2 (7)
Der Antennentreiberbereich 30 treibt die Antenne über eine Rückkopplung auf der Azimutwinkelachse und der Elevationswinkelachse auf der Basis des auf diese Weise berechneten Anzeigefehlers an, um den Anzeigefehler zu korrigieren. Was den Anzeigefehler betrifft, der bei der hohen Frequenz geändert wird, so treibt der Teilreflektorantriebsbereich 31 einen Teilreflektor an, dessen Masse und Trägheitsmoment kleiner als die Antenne 1 und der Antennensockel 2 sind, oder der Antriebsbereich 32 für den mit Hochgeschwindigkeit angetriebenen Spiegel treibt diese Spiegel mittels Rückkopplung an, um den Anzeigefehler zu korrigieren.
In diesem Fall dient bei den Ausführungsformen 1 und 2 der Laserzeiger als Markierung für den Bildsensor. Da Markierungen, wie etwa Dichtungen, unterschiedliche Farben haben, deren unterschiedliche Abbildungen erkannt werden können, können sie als die Markierungen für den Bildsensor verwendet werden, und die Vielseitigkeit kann gegenüber dem beim Stand der Technik verwendeten Meßsystem erweitert werden.
Bei der Erfindung gemäß dem Aspekt 1 wird eine einfache Konstruktion verwendet, bei der die Markierung und der Bildsensor in dem Meßbereich bzw. dem Referenz-Meßbereich einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dadurch können die Einschränkungen hinsichtlich der Anordnung dieser Meßeinrichtung verringert werden, und die Parallelverlagerung und die Neigung können gemessen werden.
Bei der Erfindung gemäß dem Aspekt 2 sind die Markierung und der Bildsensor in dem oberen Bereich und dem unteren Bereich des Antennensockels einander gegenüberliegend angeordnet. Daher können Einschränkungen hinsichtlich der Anordnung dieser Meßeinrichtungen verringert werden, und die Parallelverlagerung und Neigung des oberen Bereichs des Antennensockels können gemessen werden, und damit kann ein Antennenanzeigefehler mit höherer Präzision berechnet werden.
Bei der Erfindung gemäß dem Aspekt 3 sind die Markierung und der Bildsensor in dem rechten und linken Bereich des oberen Bereichs und dem rechten und linken Bereich des unteren Bereichs des Antennensockels einander gegenüberliegend angeordnet. Daher können Einschränkungen hinsichtlich der Anordnung dieser Meßeinrichtungen verringert werden, und ein Antennenanzeigefehler kann berechnet werden.
Bei der in den Aspekten 4 bis 6 angegebenen Erfindung wird die Ausrichtung der Antenne auf der Basis des Antennenanzeigefehlers korrigiert, der durch Anordnen der Markierung und des Bildsensors in dem rechten und linken Bereich des oberen Bereichs und dem rechten und linken Bereich des unteren Bereichs des Antennensockels jeweils einander gegenüberliegend berechnet wird. Dadurch kann eine hohe Präzision bei der Antennennachführung erreicht werden.

Claims

1. Parallelverlagerungs-/Neigungs-Meßvorrichtung, gekennzeichnet durch:
eine in einem Referenz-Meßbereich (11) vorgesehene erste Markierung (12a) zur Anzeige einer Position;
einen in einem Meßbereich (10) vorgesehenen ersten Bildsensor (13a), der der ersten Markierung (12a) gegenüberliegt;
eine in dem Meßbereich (10) vorgesehene zweite Markierung (12b) zur Anzeige einer Position;
einen in dem Referenz-Meßbereich (11) vorgesehenen zweiten Bildsensor (13b), der der zweiten Markierung (12b) gegenüberliegt;
einen Positionsberechnungsbereich (15) zum Berechnen von Positionen der ersten Markierung (12a) und der zweiten Markierung (12b), die von dem ersten Bildsensor (13a) und dem zweiten Bildsensor (13b) aufgenommen werden; und
einen Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich (17) zum Berechnen einer Parallelverlagerung und einer Neigung des Meßbereichs (10) auf der Basis der von dem Positionsberechnungsbereich (15) berechneten Positionen der ersten Markierung (12a) und der zweiten Markierung (12b).

2. Antennensystem, gekennzeichnet durch:
einen Antennensockel (2) zur Halterung einer Elevationswinkel- Antriebsachse einer Antenne;
eine in einem oberen Bereich des Antennensockels vorgesehene erste Markierung (12a) zur Anzeige einer Position;
einen in einem unteren Bereich des Antennensockels vorgesehenen ersten Bildsensor (13a), der der ersten Markierung (12a) gegenüberliegt;
eine in dem unteren Bereich des Antennensockels vorgesehene zweite Markierung (12b) zur Anzeige einer Position;
einen in dem oberen Bereich des Antennensockels vorgesehenen zweiten Bildsensor (13b), der der zweiten Markierung (12b) gegenüberliegt;
einen Positionsberechnungsbereich (15) zum Berechnen von Positionen der ersten Markierung (12a) und der zweiten Markierung (12b), die von dem ersten Bildsensor (13a) und dem zweiten Bildsensor (13b) aufgenommen werden; und
einen Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich (17) zum Berechnen einer Parallelverlagerung und einer Neigung des oberen Bereichs des Antennensockels auf der Basis der von dem Positionsberechnungsbereich (15) berechneten Positionen der ersten und der zweiten Markierung (12 und 12b).

3. Antennensystem, gekennzeichnet durch:
einen Antennensockel (2) zur Halterung einer Elevationswinkelantriebsachse einer Antenne;
erste Markierungen (25), die in einem rechten bzw. einem linken Bereich eines oberen Bereichs des Antennensockels vorgesehen sind, um Positionen anzuzeigen;
erste Bildsensoren (26), die in einem rechten bzw. einem linken Bereich eines unteren Bereichs des Antennensockels vorgesehen sind, die den ersten Markierungen gegenüberliegen;
zweite Markierungen (25), die in einem rechten bzw. einem linken Bereich des unteren Bereichs des Antennensockels vorgesehen sind, um Positionen anzuzeigen;
zweite Bildsensoren (26), die in einem rechten bzw. linken Bereich des oberen Bereichs des Antennensockels vorgesehen sind, die den zweiten Markierungen gegenüberliegen;
einen Positionsberechnungsbereich (15) zum Berechnen von Positionen der ersten und der zweiten Markierungen (25), die von den ersten und den zweiten Bildsensoren (26) aufgenommen werden;
einen Verlagerungs-/Neigungs-Berechnungsbereich (17) zum Berechnen von Parallelverlagerungen und Neigungen der rechten und linken Bereiche des oberen Bereichs des Antennensockels auf der Basis der von dem Positionsberechnungsbereich (15) berechneten Positionen der ersten und zweiten Markierungen (25); und
einen Anzeigefehlerberechnungsbereich (29) zum Berechnen eines Antennenanzeigefehlers auf der Basis der von dem Verlagerungs- /Neigungs-Berechnungsbereich (17) berechneten Parallelverlagerungen und Neigungen der rechten und linken Bereiche des oberen Bereichs des Antennensockels.

4. Antennensystem nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch: einen Antennentreiberbereich (30) zum Antreiben der Antenne auf einer Azimutwinkel- oder Elevationswinkelachse auf der Basis des von dem Anzeigefehlerberechnungsbereich (29) berechneten Antennenanzeigefehlers, um eine Richtung der Antennenausrichtung zu korrigieren.

5. Antennensystem nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch: einen Teilreflektortreiberbereich (31) zum Antreiben eines Teilreflektors auf der Basis des von dem Anzeigefehlerberechnungsbereich (9) berechneten Antennenanzeigefehlers, um eine Richtung der Antennenausrichtung zu korrigieren.

6. Antennensystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch: einen Antriebsbereich (32) zum Antreiben eines mit Hochgeschwindigkeit angetriebenen Spiegels auf der Basis des von dem Anzeigefehlerberechnungsbereich (29) berechneten Antennenanzeigefehlers, um eine Richtung der Antennenausrichtung zu korrigieren.