JP2002250763A - アンテナ追尾回路の位相調整方法、及びその方法を用いた追尾アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 校正塔や擬似信号発生装置を使用することな
く、移動物体からの電波を受信してアンテナ追尾を行う
アンテナ追尾回路の位相調整方法、及びその方法を用い
た追尾アンテナ装置を得る。 【解決手段】 太陽光１８を追尾アンテナ２を介して相
関検波受信回路１９により受信し、この受信の際の追尾
用和信号５と追尾用差信号６の位相を位相器２０により
調整する。信号発生器２３により高周波信号を生成し、
調整された位相器２０を介して相関検波受信回路１９に
より受信する。この際、試験用和信号２５と試験用差信
号２６との位相差を位相器２８により与え、この位相設
定と相関検波受信回路１９の出力値とを対応させて記録
する。次に、信号発生器２３が生成する試験信号を追尾
受信回路１１により受信し、この追尾受信回路１１の出
力値と、先に記録した相関検波受信回路１９の出力値と
が概ね一致するように位相器１０を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、衛星やロケット
等の移動物体からの電波を受けて追尾する地上局通信ア
ンテナのアンテナ追尾回路の位相調整方法、及びその方
法を用いた追尾アンテナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のアンテナ追尾回路の位相調整方法
を用いた追尾アンテナ装置の構成を図６に示す。１は衛
星やロケット等の移動物体、２は移動物体１を追尾する
追尾アンテナ、３は移動物体１からの電波である。移動
物体１と追尾アンテナ２との間では、電波３によって無
線通信を行う。４は追尾アンテナにマイクロ波電力を給
電する給電装置である。レーダシステム用に開発された
自動追尾方式では、追尾アンテナ２は、例えば通信用の
主ホーンの周辺に複数の追尾用ホーンを設けた構成とし
ている。この追尾用ホーンのそれぞれの受信電力の和信
号や差信号等を給電回路４に設けた補助給電系により導
出し、移動物体１の方向を測定する。この追尾方向の測
定方法はマルチホーン方式と呼ばれるが、その他自動追
尾方式としては高次モード方式、組み合わせ方式などが
ある。５及び６は、このような自動追尾方式において、
アンテナを追尾制御するために電波３を受信して給電回
路４により導出した追尾用和信号及び追尾用差信号であ
る。７は追尾用和信号５を増幅する低雑音増幅器、８は
追尾用差信号を増幅する低雑音増幅器である。９は高周
波から中間周波数へダウンコンバートする周波数変換
器、１０は位相器であり、１１は周波数変換器９によっ
て中間周波数にダウンコンバートされた追尾用和信号５
及び追尾用差信号６から追尾アンテナ駆動指令値を生成
する追尾受信回路である。また１２は追尾アンテナ２を
駆動制御する駆動制御回路である。１３はアジマス（Ａ
ｚｉｍｕｔｈ）軸まわりにアンテナを駆動するためのＡ
Ｚ駆動指令値、１４はエレベーション（Ｅｌｅｖａｔｉ
ｏｎ）軸まわりにアンテナを駆動するためのＥＬ駆動指
令値であり、いずれもＤＣ電圧値で与えられる。追尾ア
ンテナ駆動指令値は、このＡＺ駆動指令値１３とＥＬ駆
動指令値１４とからなる。

【０００３】追尾受信回路１１は、追尾用和信号と追尾
用差信号に基づいて、移動物体１の移動角度（追尾アン
テナ２のアンテナビーム中心からの移動物体１の移動角
度）を振幅とし、また移動物体１の移動方向を位相とす
る誤差信号を生成する。即ち追尾用和信号から位相・振
幅同期方式によって搬送波再生し、再生された搬送波を
検波基準として追尾用差信号を検波することによって上
記の誤差信号が生成される。ここで位相は、例えばＡＺ
＋方向を位相０度、ＥＬ＋方向を位相９０度、ＡＺ−方
向を位相１８０度、ＥＬ−方向を位相２７０度として１
周期を構成する。この誤差信号の位相と振幅により、Ａ
Ｚ−ＥＬ平面の任意点を特定することによって、追尾ア
ンテナ２のアンテナビーム中心からの移動物体１の移動
角度及び移動方向を特定する。

【０００４】実際にアンテナを駆動するためのＡＺ駆動
指定値１３及びＥＬ駆動指令値１４は、上記の誤差信号
のＡＺ軸成分及びＥＺ軸成分により求められる。そして
ＡＺ駆動指令値１３及びＥＬ駆動指令値１４は、追尾ア
ンテナ２のアンテナビーム中心からの移動物体１の移動
角度にほぼ比例した値が追尾受信装置から出力される。
例えば図７に示すようにＥＬ方向に仮に追尾アンテナ２
を強制駆動したとき、ＥＬ駆動指令値のみが追尾受信回
路１１から出力され、またＡＺ方向に仮に追尾アンテナ
２を強制駆動したときには、ＡＺ駆動指令値のみが追尾
受信回路１１から出力される。

【０００５】追尾用和信号５と追尾用差信号６とは、低
雑音増幅器７及び８や、周波数変換器９等の複雑な回路
系を経ることにより互いの位相がずれてしまうため、位
相器１０にて位相調整を行う必要がある。この位相調整
が正しくないと、例えば図７に示すような駆動指令値が
本来の各軸上に現れるべき状態とは異なり、図８に示す
ように位相ずれに相応する角度ずれを生じてしまうこと
になる。例えばＥＬ方向に仮に追尾アンテナ２を強制駆
動したとき、ＥＬ駆動指令値のみならず、ＡＺ駆動指令
値までもが生じてしまう。同様にＡＺ方向に仮に追尾ア
ンテナ３を強制駆動したとき、ＡＺ駆動指令値のみなら
ず、ＥＬ駆動指令値までもが生じてしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような位相ずれが
生じないようにするために、従来の追尾アンテナ装置で
は、図６に示すような校正塔１５からの擬似信号１６に
より、位相調整を行うようにしている。校正塔１５から
は、移動物体１からの電波信号と等価な擬似信号１６を
送信し、追尾アンテナ２で受信し、位相器１０の位相調
整を行う。しかし、この方法によれば、まず校正塔１５
を追尾アンテナ２から電波的に十分に見通せる場所に設
置しなければならない。即ち、追尾アンテナ２から見通
せる十分な高さと、校正塔１６からの擬似信号１６が遠
方界となる十分な距離（ＧＨｚ帯の衛星通信では追尾ア
ンテナ２と校正塔１５との距離が数ｋｍに及ぶ。）が必
要であり、校正塔１５の設置に制約があるという問題が
あった。この問題は、逆に、その校正塔１５の設置条件
が追尾アンテナ２の設置に対する制約条件にもなってい
るという問題でもあった。さらに擬似信号を生成して送
信するための擬似信号発生装置は、移動物体１からの電
波の変調形式、偏波、周波数等を模擬する必要があり、
校正塔１５及び擬似信号発生装置に費やす費用が高価に
なってしまうという問題もあった。

【０００７】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたもので、校正塔や擬似信号発生装置を使
用することなく、移動物体からの電波を受信してアンテ
ナ追尾を行うアンテナ追尾回路の位相調整方法、及びそ
の方法を用いた追尾アンテナ装置を得ることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るア
ンテナ追尾回路の位相調整方法は、追尾用和信号を基準
に追尾用差信号を相関検波する相関検波受信回路が出力
する追尾アンテナ駆動指令値に基づき、受信した太陽光
から生成される追尾用和信号と追尾用差信号とを位相調
整する相関検波位相調整ステップと、この相関検波位相
調整ステップにより位相調整した位相設定値によって、
信号発生器により生成した試験用和信号と試験用差信号
とを位相調整し、上記相関検波受信回路により相関検波
受信してその相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ
駆動指令値を記録する試験信号相関検波ステップと、こ
の試験信号相関検波ステップにおいて記録した追尾アン
テナ駆動指令値と、上記信号発生器により生成した試験
用和信号から再生した搬送波を基準に試験用差信号を同
期検波する追尾受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指
令値とが概ね一致するように、上記試験用和信号と上記
試験用差信号とを位相調整する同期検波位相調整ステッ
プとを備えたものである。

【０００９】請求項２の発明に係る追尾アンテナ装置
は、移動物体からの電波を追尾受信する追尾アンテナ
と、この追尾アンテナにより受信した電波を追尾用和信
号と追尾用差信号に分配する給電回路と、追尾用和信号
及び追尾用差信号を周波数変換する周波数変換器と、周
波数変換された追尾用和信号から再生した搬送波を基準
に追尾用差信号を位相同期検波し、追尾アンテナ駆動指
令値を出力する追尾受信回路と、周波数変換された追尾
用和信号を基準に追尾用差信号を相関検波し、追尾アン
テナ駆動指令値を出力する相関検波受信回路と、高周波
の試験用和信号と試験用差信号とを生成する信号発生器
と、上記追尾アンテナにより太陽光を受信し、上記給電
回路及び上記周波数変換器を介して出力される追尾用和
信号と追尾用差信号とを上記相関検波受信回路が出力す
る追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相調整する第１
の位相器と、上記信号発生器により生成した試験用和信
号及び試験用差信号を上記周波数変換器及び上記第１の
位相器を介して上記相関検波受信回路により受信する際
の上記試験用差信号の位相を設定する第２の位相器と、
上記第２の位相器により位相設定された試験用和信号と
試験用差信号とを上記追尾受信回路により受信して出力
される追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相調整する
第３の位相器とを備えたものである。

【００１０】請求項３の発明に係るアンテナ追尾回路の
位相調整方法は、追尾用和信号を基準に追尾用差信号を
相関検波する相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ
駆動指令値に基づき、受信した太陽光から生成される追
尾用和信号と追尾用差信号とを位相調整する相関検波位
相調整ステップと、この相関検波位相調整ステップによ
り位相調整した位相設定値によって、信号発生器により
生成した中間周波数の試験用和信号と試験用差信号とを
位相調整し、上記相関検波受信回路により相関検波受信
してその相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動
指令値を記録する試験信号相関検波ステップと、この試
験信号相関検波ステップにおいて記録した追尾アンテナ
駆動指令値と、上記信号発生器により生成した試験用和
信号から再生した搬送波を基準に試験用差信号を同期検
波する追尾受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値
とが概ね一致するように、上記試験用和信号と上記試験
用差信号とを位相調整する同期検波位相調整ステップと
を備えたものである。

【００１１】請求項４の発明に係る追尾アンテナ装置
は、移動物体からの電波を追尾受信する追尾アンテナ
と、この追尾アンテナにより受信した電波を追尾用和信
号と追尾用差信号に分配する給電回路と、追尾用和信号
及び追尾用差信号を周波数変換する周波数変換器と、周
波数変換された追尾用和信号から再生した搬送波を基準
に追尾用差信号を位相同期検波し、追尾アンテナ駆動指
令値を出力する追尾受信回路と、周波数変換された追尾
用和信号を基準に追尾用差信号を相関検波し、追尾アン
テナ駆動指令値を出力する相関検波受信回路と、中間周
波数の試験用和信号と試験用差信号とを生成する信号発
生器と、上記追尾アンテナにより太陽光を受信し、上記
給電回路及び上記周波数変換器を介して出力される追尾
用和信号と追尾用差信号とを上記相関検波受信回路が出
力する追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相調整する
第１の位相器と、上記信号発生器により生成した試験用
和信号及び試験用差信号を上記第１の位相器を介して上
記相関検波受信回路により受信する際の上記試験用差信
号の位相を設定する第２の位相器と、上記第２の位相器
により位相設定された試験用和信号と試験用差信号とを
上記追尾受信回路により受信して出力される追尾アンテ
ナ駆動指令値に基づいて位相調整する第３の位相器とを
備えたものである。

【００１２】請求項５の発明に係る追尾アンテナ装置
は、移動物体からの電波を追尾受信する追尾アンテナ
と、この追尾アンテナにより受信した電波を追尾用和信
号と追尾用差信号に分配する給電回路と、追尾用和信号
及び追尾用差信号を周波数変換する周波数変換器と、周
波数変換された追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相
関検波し、追尾アンテナ駆動指令値を出力する相関検波
受信回路とを備え、上記追尾アンテナにより太陽光を受
信して上記相関検波受信回路により追尾受信する際に、
追尾時の時刻において算出した太陽の所在する方向が、
その追尾時に測定したアンテナ測定角度に基づくアンテ
ナの方向であるとするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係るアンテナ追尾回路の位相調整方法、及びそ
の方法を用いた追尾アンテナ装置を図１及び図２によっ
て説明する。図１は実施の形態１に係る追尾アンテナ装
置の構成を示すブロック図、図２は実施の形態１に係る
アンテナ追尾回路の位相調整方法のフローを示すフロー
チャートである。

【００１４】図１において、１７は太陽、１８は太陽光
である。太陽光１８は太陽から放出される電波を含んで
おり、数１０ＧＨｚ以上までの周波数帯の電力を有して
いる。この太陽光１８は、衛星通信に使用されている周
波数（１ＧＨｚ〜２６ＧＨｚ）における追尾アンテナに
よる受信において、十分な電力量を有している。１９は
相関検波方式により受信する相関検波受信回路であり、
２０は位相器である。２１は周波数変換器９により周波
数変換された追尾用和信号５の出力を追尾受信回路１１
又は相関検波受信回路１９へ切り換える切替器、２２は
周波数変換器９により周波数変換された追尾用差信号６
の出力を位相器１０又は位相器２０へ切り換える切替器
である。２３は高周波の試験信号を発生する信号発生器
であり、２４は追尾用和信号と追尾用差信号に相当する
高周波信号に分配する分配器である。２５は分配器２４
から出力される試験用和信号であり、２６は分配器２４
から出力される試験用差信号である。２７は試験用差信
号２６の振幅を減衰する減衰器であり、２８は試験用差
信号の位相を設定する位相器である。２９はＬＮＡ７へ
の入力を給電回路４又は分配器２４に切り換える切替
器、３０はＬＮＡ８への入力を給電装置４又は位相器２
８に切り換える切替器である。３１及び３２は相関検波
受信回路１９が生成する追尾アンテナ駆動指令値であ
り、３１はＡＺ駆動指令値、３２はＥＬ駆動指令値であ
る。図１において、図６と同一符号を付した回路は図６
におけるそれらの回路と同等若しくは相当な回路である
ことを示す。

【００１５】次に実施の形態１に係るアンテナ追尾回路
の位相調整について説明する。図２は位相調整の処理の
流れを示すフローチャートである。まず、図２のステッ
プＳ１において、太陽光１８により相関検波受信回路１
９の位相調整を行う。太陽１７からは太陽光が照射され
るが、この太陽光１８に含まれる電波をアンテナ２によ
り受信する。受信する電波は雑音状であり位相のコヒー
レンシが無いので、位相同期受信方式による追尾受信装
置１１では受信することができない。そこで、この太陽
光１８を受信すべく相関検波受信回路１９を使用する。
このステップＳ１においては、切替器２９及び切替器３
０はそれぞれ２９ａ側及び３０ａ側に接続し、切替器２
１及び切替器２２はそれぞれ２１ａ側及び２２ａ側に接
続する。太陽１７に対してアンテナ２を強制的にアジマ
ス方向あるいはエレベーション方向に駆動すると、給電
回路４からはその駆動に合わせて追尾用和信号５と追尾
用差信号６とが出力される。この追尾用和信号５及び追
尾用差信号６とを低雑音増幅器７及び低雑音増幅器８に
より低雑音増幅した後、周波数変換器９によりダウンコ
ンバートし、相関検波受信回路１９により相関検波して
誤差信号を生成する。相関検波受信回路１９は追尾用和
信号５を搬送波再生せずに、追尾用差信号６の検波基準
とすることにより相関検波を行う。この相関検波により
得られた誤差信号は、従来の技術において説明したよう
に、追尾アンテナ２のアンテナビーム中心方向に対する
電波入力源（ステップＳ１では太陽が電波入力源にな
る）の移動角度を振幅とし、その電波入力源の移動方向
を位相とするものである。この誤差信号に基づいて相関
検波受信回路１９は、ＡＺ駆動指令値３１とＥＬ駆動指
令値３２とを出力する。ここで追尾用和信号５と追尾用
差信号６とは、低雑音増幅器７及び８や、周波数変換器
９等の複雑な回路系を経るので、両信号の位相を位相器
２０により調整する。即ち、追尾アンテナ２を強制的に
アジマス方向に駆動した場合にはＡＺ駆動指令値３１の
みが、追尾アンテナ２を強制的にエレベーション方向に
駆動した場合にはＥＬ駆動指令値３２のみが相関検波受
信回路１９から出力されるように位相器２０を調整す
る。これは従来の技術において説明した図７の出力が得
られるように調整することと同様である。

【００１６】次に図２のステップＳ２において、信号発
生器２３において生成した高周波の試験信号によって駆
動指令基準値を取得する。ステップＳ１において、相関
検波受信回路１９は位相が調整されており、この相関検
波受信回路１９により信号発生器２３からの試験信号を
受信する。このとき、切替器２９及び切替器３０はそれ
ぞれ２９ｂ側及び３０ｂ側へ接続し、切替器２１及び切
替器２２はそれぞれ２１ａ側及び２２ａ側へ接続する。
信号発生器２３は高周波の試験信号を出力し、これを分
配器２４に入力し、分配器２４にて２分配する。２分配
された一方の高周波信号は、減衰器２７及び位相器２８
により、振幅及び位相を変化させる。このようにして、
試験信号から試験用和信号２５と試験用差信号２６とを
生成し、試験用差信号２６の振幅及び位相が試験用和信
号２５のそれらと異なるように減衰器２７及び位相器２
８を設定することにより、受信電波の方向が追尾アンテ
ナ２のビーム中心からずれた状態を模擬する。上述のよ
うにステップＳ１において相関検波受信回路１９は位相
器２０によって位相調整されているので、低雑音増幅器
７及び８、周波数変換器９を介して試験用和信号２５及
び試験用差信号２６を相関検波受信回路１９により受信
すると、試験信号に対応するＡＺ駆動指令値３１とＥＬ
駆動指令値３２が出力される。このとき、減衰器２７及
び位相器２８の設定状態と、相関検波受信回路１９から
のＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２とを対応
させて記録する。なお、信号発生器２３は、搬送波成分
が存在するＰＭ（Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ）
信号、又はＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｓ Ｗａｖｅ）信号
等であり、これらの信号は相関検波受信及び位相同期検
波受信が可能である。

【００１７】次に図２のステップＳ３において、追尾受
信回路１１の位相調整を行う。この位相調整は信号発生
器２３からの試験信号を追尾受信回路１１により受信し
て行う。切替器２９及び切替器３０はそれぞれ２９ｂ側
及び３０ｂ側へ接続し、切替器２１及び切替器２２はそ
れぞれ２１ｂ側及び２２ｂ側へ接続する。ステップＳ２
において、減衰器２７及び位相器２８の設定状態に対応
してＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２の出力
を記録したが、同じ減衰器２７及び位相器２８の設定に
対して、ＡＺ駆動指令値３１とＡＺ駆動指令値１３とが
概ね一致し、ＥＬ駆動指令値３２とＥＬ駆動指令値１４
とが概ね一致するように位相器１０を調整する。

【００１８】以上のように位相調整を行うことにより、
校正塔１５などからの擬似信号１６を使用することなく
追尾アンテナ装置を位相調整することができる。なお、
位相器１０での位相調整量の設定例を図３に示す。図３
はこの追尾アンテナ装置が受信する信号帯域として例え
ば２２００ＭＨｚ〜２３００ＭＨｚ帯を仮定し、この帯
域における位相調整量を設定したものである。

【００１９】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係るアンテナ追尾回路の位相調整方法、及びその方法を
用いた追尾アンテナ装置を図４によって説明する。図４
は実施の形態２に係る追尾アンテナ装置の構成を示すブ
ロック図である。

【００２０】図４において、３３は中間周波数の試験信
号を発生する信号発生器であり、３４は追尾用和信号と
追尾用差信号に相当する中間周波数信号に分配する分配
器である。３５は分配器３４から出力される試験用和信
号であり、３６は試験用差信号である。試験用差信号３
６は、分配器３４の出力の振幅を減衰させ、位相調整さ
れているものである。３７は試験用差信号３６の振幅を
減衰する減衰器、３８は試験用差信号の位相を調整する
位相器である。３９は追尾受信回路１１又は相関検波受
信回路１９への入力を周波数変換器９又は分配器３４に
切り換える切替器、４０は追尾受信回路１１又は相関検
波受信回路１９への入力を周波数変換器９又は位相器３
８に切り換える切替器である。４１はスイッチ３９の出
力を追尾受信回路１１又は相関検波受信回路１９へ切り
替える切替器、４２はスイッチ４０の出力を位相器１０
又は位相器２０へ切り替える切替器である。なお、図４
において図１と同一の符号を付した回路は図１のそれら
と同等又は相当する回路を示す。

【００２１】次に実施の形態２に係るアンテナ追尾回路
の位相調整について説明する。位相調整の処理の流れは
図２に示したフローチャートによる。まず、図２のステ
ップＳ１において、太陽光１８により相関検波受信回路
１９の位相調整を行う。太陽１７からは太陽光が照射さ
れるが、この太陽光１８に含まれる電波をアンテナ２に
より受信する。受信する電波は雑音状であり位相のコヒ
ーレンシが無いので、位相同期受信方式による追尾受信
装置１１では受信することができない。そこで、この太
陽光１８を受信すべく相関検波受信回路１９を使用す
る。このステップＳ１においては、図３に示す切替器３
９及び切替器４０はそれぞれ３９ａ側及び４０ａ側に接
続し、切替器４１及び切替器４２はそれぞれ４１ａ側及
び４２ａ側に接続する。太陽１７に対してアンテナ２を
強制的にアジマス方向あるいはエレベーション方向に駆
動すると、給電回路４からはその駆動に合わせて追尾用
和信号５と追尾用差信号６とが出力される。この追尾用
和信号５及び追尾用差信号６とを低雑音増幅器７及び低
雑音増幅器８により低雑音増幅した後、周波数変換器９
によりダウンコンバートし、相関検波受信回路１９によ
り相関検波して誤差信号を生成する。相関検波受信回路
１９は追尾用和信号５を搬送波再生せずに、追尾用差信
号６の検波基準とすることにより相関検波を行う。この
相関検波により得られた誤差信号は、従来の技術におい
て説明したように、追尾アンテナ２のアンテナビーム中
心方向に対する電波入力源（ステップＳ１では太陽が電
波入力源になる）の移動角度を振幅とし、その電波入力
源の移動方向を位相とするものである。この誤差信号に
基づいて相関検波受信回路１９は、ＡＺ駆動指令値３１
とＥＬ駆動指令値３２とを出力する。ここで追尾用和信
号５と追尾用差信号６とは、低雑音増幅器７及び８や、
周波数変換回路９等の複雑な回路系を経るので、両信号
の位相を位相器２０により調整する。即ち、追尾アンテ
ナ２を強制的にアジマス方向に駆動した場合にはＡＺ駆
動指令値３１のみが、追尾アンテナ２を強制的にエレベ
ーション方向に駆動した場合にはＥＬ駆動指令値３２の
みが相関検波受信装置１９から出力されるように位相器
２０を調整する。これは従来の技術において説明した図
２の出力が得られるように調整することと同様である。

【００２２】次に図２のステップＳ２において、信号発
生器３３において生成した高周波の試験信号によって駆
動指令基準値を取得する。ステップＳ１において、相関
検波受信回路１９は位相が調整されており、この相関検
波受信回路１９により信号発生器３３からの試験信号を
受信する。このとき、切替器３９及び切替器４０はそれ
ぞれ３９ｂ側及び４０ｂ側へ接続し、切替器４１及び切
替器４２はそれぞれ４１ａ側及び４２ａ側へ接続する。
信号発生器３３は中間周波数の試験信号を出力し、これ
を分配器３４に入力し、分配器３４にて２分配する。２
分配された一方の中間周波数信号は、減衰器３７及び位
相器３８により、振幅及び位相を変化させる。このよう
にして、試験信号から試験用和信号３５と試験用差信号
３６とを生成し、試験用差信号３６の振幅及び位相が試
験用和信号３５のそれらと異なるように減衰器３７及び
位相器３８を設定することにより、受信電波の方向が追
尾アンテナ２のビーム中心からずれた状態を模擬する。
上述のようにステップＳ１において相関検波受信回路１
９は位相器２０によって位相調整されているので、低雑
音増幅器７及び８、周波数変換器９を介して試験用和信
号３５及び試験用差信号３６を相関検波受信回路１９に
より受信すると、試験信号に対応するＡＺ駆動指令値３
１とＥＬ駆動指令値３２が出力される。このとき、減衰
器３７及び位相器３８の設定状態と、相関検波受信回路
１９からのＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２
とを対応させて記録する。なお、信号発生器３３は、搬
送波成分が存在するＰＭ（Ｐｈａｓｅ Ｍｏｄｕｒａｔ
ｉｏｎ）信号、又はＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｓ Ｗａｖ
ｅ）信号等であり、これらの信号は相関検波受信及び位
相同期検波受信が可能である。

【００２３】次に図２のステップＳ３において、追尾受
信回路１１の位相調整を行う。この位相調整は信号発生
器３３からの試験信号を追尾受信回路１１により受信し
て行う。切替器３９及び切替器４０はそれぞれ３９ｂ側
及び４０ｂ側へ接続し、切替器４１及び切替器４２はそ
れぞれ４１ｂ側及び４２ｂ側へ接続する。ステップＳ２
において、減衰器３７及び位相器３８の設定状態に対応
してＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２の出力
を記録したが、同じ減衰器３７及び位相器３８の設定に
対して、ＡＺ駆動指令値３１とＡＺ駆動指令値１３とが
概ね一致し、ＥＬ駆動指令値３２とＥＬ駆動指令値１４
とが概ね一致するように位相器１０を調整する。

【００２４】以上のように位相調整を行うことにより、
校正塔１５などからの擬似信号１６を使用することなく
追尾アンテナ装置を位相調整することができる。また、
実施の形態２では、位相調整を中間周波数信号で行うの
で、その調整に使用する試験信号の周波数を固定して位
相調整することができる。なお、上記の実施の形態１及
び実施の形態２においては、追尾受信回路１１には位相
器１０、相関検波受信回路１９には位相器２０を設けて
いるが、この追尾受信回路１１と相関検波受信回路１９
との位相特性を一致させた場合には、位相器１０と位相
器２０は共用することができる。

【００２５】実施の形態３．上記の実施の形態１及び実
施の形態２により、太陽光を使用した追尾アンテナ装置
の位相調整が行えるが、この位相調整された追尾アンテ
ナ装置の特定座標系におけるアンテナ角度の校正を相関
検波受信回路１９を用いて行うこともできる。図５は、
この発明の実施の形態３に係る追尾アンテナ装置の構成
を示すブロック図である。図５は図１に示した実施の形
態１の追尾アンテナ装置において、座標位置の校正機能
を追加するものである。同様な構成により図４に示した
実施の形態２の追尾アンテナ構成にこの機能を追加する
ことができる。図５において、相関検波受信回路１９の
出力であるＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２
を駆動制御装置１２へ入力する。４３は移動物体が移動
する軌道を演算する軌道演算装置である。図５において
図１と同一の符号を付した回路は、図１のそれらの回路
と同一又は相当な回路を示す。

【００２６】追尾アンテナ装置は移動体を追跡する機能
を有するが、事前に移動体の移動する軌道が運用計画に
より明らかな場合がある。例えば地球を周回する人工衛
星は予め衛星の周回軌道を予測することが可能である。
この場合、時々刻々のアンテナの向くべき方向、すなわ
ち移動物体が存在する方向を軌道演算装置４３から得る
ことによって、計算機プログラムによる自動追尾を行う
ことができる。そのためには、アンテナの方向を軌道演
算装置４３で使用するような特定の座標系に対応して駆
動する必要がある。この特定の座標系は天文学的に定め
られる座標系である。そこで、図６においてＡＺ駆動指
令値３１とＥＬ駆動指令値３２を駆動制御装置１２に入
力し、切替器２９及び切替器３０をそれぞれ２９ａ側及
び３０ａ側へ接続し、切替器２１及び切替器２２をそれ
ぞれ２１ａ側及び２２ａ側へ接続して、太陽光を追尾受
信する。追尾に使用する受信回路は相関検波受信回路１
９であり、すでに図２に示すステップＳ１の位相調整は
行われているものとする。この追尾受信により太陽光を
追尾した時の、時刻と追尾アンテナ装置のＡＺ角度及び
ＥＬ角度を記録する。ここでＡＺ角度及びＥＬ角度は、
アンテナ駆動の際のアジマス駆動軸まわりの角度、及び
エレベーション駆動軸まわりの角度のことであり、これ
らはアンテナ駆動軸に設けた角度エンコーダ等の計測器
により計測されるものである。追尾アンテナ装置には駆
動角度を計測するために、角度エンコーダ等の角度読取
装置が一般的に設けられている。太陽の位置は、追尾ア
ンテナ装置で定めた特定の座標系において、ある時刻に
必ず１点に位置する。したがって、太陽光追尾時の時刻
における天文学的に計算される上記特定の座標系上での
太陽の位置と角度読取装置により計測したＡＺ角度及び
ＥＬ角度を対応させることによって校正することができ
る。同様に実施の形態２についても、相関検波受信回路
１９が出力するＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値
３２を駆動制御回路１２へ入力することにより、上記の
校正が可能である。

【００２７】

【発明の効果】この発明の請求項１及び請求項２に係る
発明によれば、太陽光を相関検波して位相調整した受信
回路によって、信号発生器が生成した試験信号を受信
し、その試験信号を追尾受信回路によって受信して位相
調整するので、校正塔からの擬似信号を使用することな
くアンテナ追尾回路の位相調整を行うことができる。

【００２８】この発明の請求項３及び請求項４に係る発
明によれば、太陽光を相関検波して位相調整した受信回
路によって、信号発生器が生成した中間周波数の試験信
号を受信し、その試験信号を追尾受信回路によって受信
して位相調整するので、校正塔からの擬似信号を使用す
ることなくアンテナ追尾回路の位相調整を行うことがで
きるとともに、試験信号の周波数を固定することができ
る。

【００２９】この発明の請求項５に係る発明によれば、
太陽光を相関検波して位相調整した受信回路によって、
太陽を追尾受信し、追尾時の時刻により算出した太陽の
方向が、その追尾時に測定したアンテナ角度に基づくア
ンテナの方向であるとするので、他の計測機器を使用す
ることなくアンテナ方向を校正することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装
置の構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施の形態１に係るアンテナ追尾回
路の位相調整方法のフローを示すフローチャートであ
る。

【図３】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装
置が受信する信号帯域における位相調整量を模式的に示
す模式図である。

【図４】この発明の実施の形態２に係る追尾アンテナ装
置の構成を示すブロック図である。

【図５】この発明の実施の形態３に係る追尾アンテナ装
置の構成を示すブロック図である。

【図６】従来のアンテナ追尾回路の位相調整方法を用い
た追尾アンテナ装置の構成を示すブロック図である。

【図７】アンテナ追尾回路の位相が調整されている場合
のアンテナ駆動指令値を示す模式図である。

【図８】アンテナ追尾回路の位相が調整されていない場
合のアンテナ駆動指令値を示す模式図である。

【符号の説明】

２ 追尾アンテナ ４ 給電回路 ９ 周波数変換器 １０ 第３の位相器（単に「位相器」と図示。） １１ 追尾受信回路 １９ 相関検波受信回路 ２０ 第１の位相器（単に「位相器」と図示。） ２３、３３ 信号発生器 ２８、３８ 第２の位相器（単に「位相器」と図示。）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相
   関検波する相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆
   動指令値に基づき、受信した太陽光から生成される追尾
   用和信号と追尾用差信号とを位相調整する相関検波位相
   調整ステップと、この相関検波位相調整ステップにより
   位相調整した位相設定値によって、信号発生器により生
   成した試験用和信号と試験用差信号とを位相調整し、上
   記相関検波受信回路により相関検波受信してその相関検
   波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値を記録す
   る試験信号相関検波ステップと、この試験信号相関検波
   ステップにおいて記録した追尾アンテナ駆動指令値と、
   上記信号発生器により生成した試験用和信号から再生し
   た搬送波を基準に試験用差信号を同期検波する追尾受信
   回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値とが概ね一致す
   るように、上記試験用和信号と上記試験用差信号とを位
   相調整する同期検波位相調整ステップとを備えたことを
   特徴とするアンテナ追尾回路の位相調整方法。
2. 【請求項２】 移動物体からの電波を追尾受信する追尾
   アンテナと、この追尾アンテナにより受信した電波を追
   尾用和信号と追尾用差信号に分配する給電回路と、追尾
   用和信号及び追尾用差信号を周波数変換する周波数変換
   器と、周波数変換された追尾用和信号から再生した搬送
   波を基準に追尾用差信号を位相同期検波し、追尾アンテ
   ナ駆動指令値を出力する追尾受信回路と、周波数変換さ
   れた追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相関検波し、
   追尾アンテナ駆動指令値を出力する相関検波受信回路
   と、高周波の試験用和信号と試験用差信号とを生成する
   信号発生器と、上記追尾アンテナにより太陽光を受信
   し、上記給電回路及び上記周波数変換器を介して出力さ
   れる追尾用和信号と追尾用差信号とを上記相関検波受信
   回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相
   調整する第１の位相器と、上記信号発生器により生成し
   た試験用和信号及び試験用差信号を上記周波数変換器及
   び上記第１の位相器を介して上記相関検波受信回路によ
   り受信する際の上記試験用差信号の位相を設定する第２
   の位相器と、上記第２の位相器により位相設定された試
   験用和信号と試験用差信号とを上記追尾受信回路により
   受信して出力される追尾アンテナ駆動指令値に基づいて
   位相調整する第３の位相器とを備えたことを特徴とする
   追尾アンテナ装置。
3. 【請求項３】 追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相
   関検波する相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆
   動指令値に基づき、受信した太陽光から生成される追尾
   用和信号と追尾用差信号とを位相調整する相関検波位相
   調整ステップと、この相関検波位相調整ステップにより
   位相調整した位相設定値によって、信号発生器により生
   成した中間周波数の試験用和信号と試験用差信号とを位
   相調整し、上記相関検波受信回路により相関検波受信し
   てその相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指
   令値を記録する試験信号相関検波ステップと、この試験
   信号相関検波ステップにおいて記録した追尾アンテナ駆
   動指令値と、上記信号発生器により生成した試験用和信
   号から再生した搬送波を基準に試験用差信号を同期検波
   する追尾受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値と
   が概ね一致するように、上記試験用和信号と上記試験用
   差信号とを位相調整する同期検波位相調整ステップとを
   備えたことを特徴とするアンテナ追尾回路の位相調整方
   法。
4. 【請求項４】 移動物体からの電波を追尾受信する追尾
   アンテナと、この追尾アンテナにより受信した電波を追
   尾用和信号と追尾用差信号に分配する給電回路と、追尾
   用和信号及び追尾用差信号を周波数変換する周波数変換
   器と、周波数変換された追尾用和信号から再生した搬送
   波を基準に追尾用差信号を位相同期検波し、追尾アンテ
   ナ駆動指令値を出力する追尾受信回路と、周波数変換さ
   れた追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相関検波し、
   追尾アンテナ駆動指令値を出力する相関検波受信回路
   と、中間周波数の試験用和信号と試験用差信号とを生成
   する信号発生器と、上記追尾アンテナにより太陽光を受
   信し、上記給電回路及び上記周波数変換器を介して出力
   される追尾用和信号と追尾用差信号とを上記相関検波受
   信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位
   相調整する第１の位相器と、上記信号発生器により生成
   した試験用和信号及び試験用差信号を上記第１の位相器
   を介して上記相関検波受信回路により受信する際の上記
   試験用差信号の位相を設定する第２の位相器と、上記第
   ２の位相器により位相設定された試験用和信号と試験用
   差信号とを上記追尾受信回路により受信して出力される
   追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相調整する第３の
   位相器とを備えたことを特徴とする追尾アンテナ装置。
5. 【請求項５】 移動物体からの電波を追尾受信する追尾
   アンテナと、この追尾アンテナにより受信した電波を追
   尾用和信号と追尾用差信号に分配する給電回路と、追尾
   用和信号及び追尾用差信号を周波数変換する周波数変換
   器と、周波数変換された追尾用和信号を基準に追尾用差
   信号を相関検波し、追尾アンテナ駆動指令値を出力する
   相関検波受信回路とを備え、上記追尾アンテナにより太
   陽光を受信して上記相関検波受信回路により追尾受信す
   る際に、追尾時の時刻において算出した太陽の所在する
   方向が、その追尾時に測定したアンテナ測定角度に基づ
   くアンテナの方向であるとすることを特徴とする追尾ア
   ンテナ装置。