JP2006038621A - 受信信号波の自動追尾装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な回路構成で高精度な角度誤差電圧を出力することができる測定精度の高い受信信号波の自動追尾装置を実現する。
【解決手段】複数の角度情報信号を出力するアンテナ１、角度情報信号をアンテナ１の角度誤差電圧に変換して出力する追尾受信機９９を備え、追尾受信機９９は、複数の角度情報信号の一つを交互に選択するスイッチ２と、スイッチ２を介した角度情報信号の出力信号レベルを制御する利得可変電力増幅器６と、利得可変電力増幅器６から出力される角度情報信号から複数の角度情報信号の位相差を検出して角度誤差電圧を出力する位相検出回路８と、利得可変電力増幅器６の利得を制御する自動利得制御回路９と、スイッチ２を制御する制御回路２２と、各角度情報信号毎の利得制御データを保持し、制御回路２２の制御動作に同期して各角度情報信号の処理に対応して利得制御データを自動利得制御回路９に出力する利得データ保持回路２１とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、受信信号の到来方向からのずれ角に対応した複数の角度情報信号を出力する機能を有するアンテナと、角度情報信号をアンテナの角度誤差電圧に変換して出力する機能を有する追尾受信機とから構成される受信信号波の自動追尾装置に関するものである。

従来の受信信号波の自動追尾装置では、アンテナから入ってきた受信信号波は和信号（以下、Σ信号と称す）と二つの差信号（以下、α信号及びβ信号と称す）に分離され、入力切換用スイッチを介してそれぞれに対応する局部発振源を含む周波数変換器、帯域通過フィルタ及び利得可変電力増幅器を有する各信号系回路で信号処理し、出力切換用スイッチを介して位相検出回路によりΣ信号とα信号及びβ信号の位相差を検出し、その出力を角度誤差電圧としている。また、各利得可変電力増幅器の出力レベルを判定回路で判断し、Σ信号系回路、α信号系回路およびβ信号系回路の機能状態が把握する同時に自動利得制御回路によりΣ信号、α信号およびβ信号用利得可変電力増幅器の出力レベルが一定になるように補正される（例えば、特許文献１参照）。

このような従来の受信信号波の自動追尾装置において、もし、Σ信号およびα信号用利得可変電力増幅器が機能低下したとき、判定回路は、各信号系回路の入出力切換用にそれぞれ設けられた両スイッチを同時に制御し、Σ信号系回路とα信号系回路を回避するスイッチングとし、β信号系回路をΣ信号、α信号およびβ信号の共用回路として使用する。そのとき、Σ信号、α信号およびβ信号を入力切換用スイッチのスイッチングにより交互にβ信号系回路に入力し、出力切換用スイッチのスイッチングにより位相検出回路に入力する。

特開平８−３０４５３３号公報

しかしながら、上述した従来の受信信号波の自動追尾装置では、三つの信号系回路を備えているため、各信号系回路に位相差が存在する場合、位相検出回路で高精度な角度誤差電圧を出力することができない。こうした位相差を解消するためには、補正回路を新たに備える必要があった。

また、一つの信号系回路をΣ信号、α信号およびβ信号の共用回路として用いた場合、前記のような各信号間の位相差は生じない。しかし、自動利得制御回路から出力する利得可変電力増幅器の利得データは、Σ信号、α信号およびβ信号の振幅が異なる場合、信号処理毎に変化する。この場合、利得可変電力増幅器の出力レベル（すなわち、利得可変電力増幅器の利得データ）が一定となるまで、位相検出回路は角度誤差電圧を検出することはできない。その結果、位相検出回路は、十分な処理時間を与えられず、高精度な角度誤差電圧を出力することができない。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、簡素な回路構成で高精度な角度誤差電圧を出力することができる測定精度の高い受信信号波の自動追尾装置を実現することを目的とする。

この発明に係る受信信号波の自動追尾装置は、受信信号の到来方向からのずれ角に対応した複数の角度情報信号を出力する機能を有するアンテナと、前記角度情報信号をアンテナの角度誤差電圧に変換して出力する機能を有する追尾受信機とから構成される受信信号波の自動追尾装置において、前記追尾受信機は、前記複数の角度情報信号の一つを交互に選択して出力する入力切換手段と、前記入力切換手段から出力される角度情報信号の出力信号レベルを制御して出力する利得可変電力増幅器と、前記利得可変電力増幅器から出力される角度情報信号から前記複数の角度情報信号の位相差を検出して角度誤差電圧として出力する位相検出回路と、前記利得可変電力増幅器の出力信号レベルを各角度情報信号毎に一定にすべく前記利得可変電力増幅器の利得を制御する自動利得制御回路と、前記入力切換手段を制御する制御回路と、前記自動利得制御回路から出力される各角度情報信号毎の利得制御データを保持し、前記制御回路の制御動作に同期して各角度情報信号の処理に対応して保持した利得制御データを前記自動利得制御回路に出力するデータ保持回路とを備えたことを特徴とする。

この発明によれば、利得可変電力増幅器の出力レベルが一定となるまでの時間を大幅に短縮することができ、これにより、位相検出回路に十分な処理時間を与えることができ、高精度な角度誤差電圧を出力することができる。

以下、この発明の各実施の形態を図を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る受信信号波の自動追尾装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、アンテナ１から入ってきた受信信号波は、受信信号の到来方向からのずれ角に対応した複数の角度情報信号である、Σ信号、α信号及びβ信号に分離され、追尾受信機９９に入力される。追尾受信機９９は、それらの角度情報信号の一つを交互に選択して出力する入力切換手段としてのスイッチ２と、局部発振源を含む周波数変換器３及び帯域通過フィルタ５を介して入力される、スイッチ２から選択出力された角度情報信号の出力信号レベルを制御して出力する利得可変電力増幅器６と、利得可変電力増幅器６から出力される角度情報信号から複数の角度情報信号の位相差を検出して角度誤差電圧として出力する位相検出回路８と、利得可変電力増幅器６の出力信号レベルを各角度情報信号毎に一定にすべく利得可変電力増幅器６の利得を制御する自動利得制御回路９と、スイッチ２を制御する制御回路２２と、自動利得制御回路９から出力される各角度情報信号毎の利得制御データを保持し、制御回路２２の制御動作に同期して各角度情報信号の処理に対応して保持した利得制御データを自動利得制御回路９に出力する利得データ保持回路２１とを備えている。

次に動作を説明する。図１に示す構成の受信信号波の自動追尾装置において、アンテナ１から入ってきた受信信号波は、Σ信号、α信号とβ信号に分離され、制御回路２２の制御に対応してスイッチ２を介して交互に出力される。スイッチ２を介した信号は、局部発振源を含む周波数変換器３及び帯域通過フィルタ５を介して利得可変電力増幅器６に入力され、出力レベルが制御される。利得可変電力増幅器６の出力は位相検出回路８に入力され、位相検出回路８によりΣ信号とα信号及びβ信号の位相差が検出され、角度誤差電圧α、βとして出力される。

自動利得制御回路９では、利得可変電力増幅器６の出力と利得データ保持回路２１の出力信号をもとに、利得可変電力増幅器６の出力レベルが一定となる利得データを利得可変電力増幅器６と利得データ保持回路２１に出力する。利得データ保持回路２１では、信号処理時の信号用利得データをそれぞれ保持し、制御回路２２の制御に応じて、保持している利得データを利得可変電力増幅器６の利得データの初期値として自動利得制御回路９に出力する。

図２に、時間に対する利得可変電力増幅器６の利得データを示す。自動利得制御回路９は、過去の利得データを初期値として用いるため、図２に示すように、信号処理毎に変化する利得データの変化量を小さくすることができる。すなわち、利得可変電力増幅器６の出力レベル（すなわち利得可変電力増幅器６の利得データ）が一定となるまでの時間を大幅に短縮することができる。その結果、位相検出回路８は、十分な処理時間を与えられ、高精度な角度誤差電圧を出力することができる。

従って、実施の形態１によれば、過去の利得データを初期値として用いることで、信号処理毎に変化する利得データの変化量を小さくすることができ、利得可変電力増幅器６の出力レベルが一定となるまでの時間を大幅に短縮することができ、これにより、位相検出回路８に十分な処理時間を与えることができ、高精度な角度誤差電圧を出力することができる。

実施の形態２．
従来の受信信号波の自動追尾装置では、利得可変電力増幅器の出力が一定であるため、Σ信号とα信号及びβ信号の振幅差を検出することは不可能であった。この実施の形態２では、各信号の振幅差の検出方式について述べる。

図３は、この発明の実施の形態２に係る受信信号波の自動追尾装置の構成を示すブロック図である。図３において、図１に示す実施の形態１の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。図３に示す実施の形態２では、図１に示す実施の形態１の構成に対して、自動利得制御回路９から出力される利得制御データに基づいて複数の角度情報信号の振幅差を検出し振幅誤差電圧として出力する振幅検出回路２３をさらに備えている。

次に動作を説明する。実施の形態１と同様な動作については説明を省略し、異なる点のみについて説明する。自動利得制御回路９では、利得可変電力増幅器６の出力と利得データ保持回路２１の出力信号をもとに、利得可変電力増幅器６の出力レベルが一定となる利得データを利得可変電力増幅器６、利得データ保持回路２１と振幅検出回路２３に出力する。振幅検出回路２３では、自動利得制御回路９の出力（利得データ）をもとにΣ信号とα信号及びβ信号の振幅差（利得データの差分値）を検出し、その出力を振幅誤差電圧としている。

従って、実施の形態２によれば、角度誤差電圧のみならず振幅誤差電圧をも検出でき、より高精度な誤差検出が可能となる。

実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係る受信信号波の自動追尾装置の構成を示すブロック図である。図４において、図３に示す実施の形態２の構成と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。図４に示す実施の形態３では、図３に示す実施の形態２の構成に対して、制御回路２２は、位相検出回路８からの角度誤差電圧または振幅検出回路２３からの振幅誤差電圧を入力し、角度誤差電圧または振幅誤差電圧に基づきスイッチ２および利得データ保持回路２１の各角度情報信号毎の処理時間を制御するようになされている。

次に動作を説明する。実施の形態１および実施の形態２と同様な動作については説明を省略し、異なる点のみについて説明する。制御回路２２では、位相検出回路８の出力である角度誤差電圧または振幅検出回路２３の出力である振幅誤差電圧に基づき、スイッチ２および利得データ保持回路２１の制御を行う。

従来の自動追尾装置の構成では、角度誤差電圧によらず、各信号の処理時間を決定していた。本方式によると、振幅誤差電圧または角度誤差電圧が小さくなり、Σ信号の振幅・位相が大きく変化しない場合にΣ信号の処理時間を短くできる。その結果、α信号とβ信号の観測時間を長くすることができ、より高精度な誤差検出が可能となる。

従って、実施の形態３によれば、角度誤差電圧または振幅誤差電圧に基づきスイッチ２および利得データ保持回路２１の各角度情報信号毎の処理時間を制御するようにしたので、Σ信号の振幅・位相が大きく変化しない場合にΣ信号の処理時間を短くして、α信号とβ信号の観測時間を長くすることができ、より高精度な誤差検出が可能となる。

なお、上記実施の形態３は、実施の形態２のみならず実施の形態１にも適用でき、図１において、制御回路２２により、位相検出回路８からの角度誤差電圧に基づきスイッチ２および利得データ保持回路２１の各角度情報信号毎の処理時間を制御することもできる。

この発明の実施の形態１に係る受信信号波の自動追尾装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す利得可変電力増幅器６の時間に対する利得データを示す説明図である。 この発明の実施の形態２に係る受信信号波の自動追尾装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３に係る受信信号波の自動追尾装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ アンテナ、２ スイッチ、６ 利得可変電力増幅器、８ 位相検出回路、９ 自動利得制御回路、２１ 利得データ保持回路、２２ 制御回路、２３ 振幅検出回路、９９ 追尾受信機。

Claims (4)

1. 受信信号の到来方向からのずれ角に対応した複数の角度情報信号を出力する機能を有するアンテナと、前記角度情報信号をアンテナの角度誤差電圧に変換して出力する機能を有する追尾受信機とから構成される受信信号波の自動追尾装置において、
   前記追尾受信機は、
   前記複数の角度情報信号の一つを交互に選択して出力する入力切換手段と、
   前記入力切換手段から出力される角度情報信号の出力信号レベルを制御して出力する利得可変電力増幅器と、
   前記利得可変電力増幅器から出力される角度情報信号から前記複数の角度情報信号の位相差を検出して角度誤差電圧として出力する位相検出回路と、
   前記利得可変電力増幅器の出力信号レベルを各角度情報信号毎に一定にすべく前記利得可変電力増幅器の利得を制御する自動利得制御回路と、
   前記入力切換手段を制御する制御回路と、
   前記自動利得制御回路から出力される各角度情報信号毎の利得制御データを保持し、前記制御回路の制御動作に同期して各角度情報信号の処理に対応して保持した利得制御データを前記自動利得制御回路に出力するデータ保持回路と
   を備えた
   ことを特徴とする受信信号波の自動追尾装置。
2. 請求項１に記載の受信信号波の自動追尾装置において、
   前記制御回路は、
   前記位相検出回路からの角度誤差電圧に基づき前記入力切換手段および前記データ保持回路の各角度情報信号毎の処理時間を制御する
   ことを特徴とする受信信号波の自動追尾装置。
3. 請求項１に記載の受信信号波の自動追尾装置において、
   前記追尾受信機は、
   前記自動利得制御回路から出力される利得制御データに基づいて前記複数の角度情報信号の振幅差を検出し振幅誤差電圧として出力する振幅検出回路をさらに備えた
   ことを特徴とする受信信号波の自動追尾装置。
4. 請求項３に記載の受信信号波の自動追尾装置において、
   前記制御回路は、
   前記振幅検出回路からの振幅誤差電圧に基づき前記入力切換手段および前記データ保持回路の各角度情報信号毎の処理時間を制御する
   ことを特徴とする受信信号波の自動追尾装置。

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