JP2006226722A

JP2006226722A - 追尾受信機及び誤差情報生成方法及び通信装置

Info

Publication number: JP2006226722A
Application number: JP2005037993A
Authority: JP
Inventors: Futaba Ejima; 二葉江島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-02-15
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2006-08-31

Abstract

【課題】回路規模が大きくなることを抑え、かつ位相の補正を高精度で行う追尾受信機を提供することを目的とする。
【解決手段】アンテナ装置の出力する和信号と差信号とを入力して和信号と差信号とを合成したアナログ信号である和差合成信号を出力する信号合成部１１０と、信号合成部１１０が出力した和差合成信号を入力してディジタル信号に変換し、ディジタル信号に変換された和差合成信号からアンテナ装置の向きの誤差に対応するディジタル信号である誤差対応ディジタル信号を検出して出力する周波数制御部１２０と、周波数制御部１２０が出力した誤差対応ディジタル信号を入力し、位相を補正して位相補正ディジタル信号として出力する位相制御部１３０と、位相制御部１３０が出力した位相補正ディジタル信号を入力し、Ａｚ誤差信号とＥｌ誤差信号とに復調して出力するＡｚ／Ｅｌ誤差信号復調回路１４０とを備えた。
【選択図】図６

Description

この発明は、通信相手の通信装置を追尾する追尾受信機に関する。

図９に、自動周波数制御機能と位相補正機能を有する従来の追尾受信機９００の構成を示す（例えば特許文献１）。図中の移相器１は、外部コマンドにより位相を変える。０／π変調器２は、Σ信号とΔ信号の周波数を分離する。ハイブリッド３（ＨＹＢ）は、Σ信号とΔ信号を合成する。周波数変換器４は、ＲＦ帯をＩＦ帯に変換する。ハイブリッド５は、信号を分配する。移相器６と移相器１４は、ＩＦ帯の信号と位相比較器８の局発信号の位相を調整する。ハイブリッド７は、信号の位相を０°と９０°にして分配する。位相比較器８と位相比較器９は、ＩＦ帯をベースバンド信号に変換する。Ａｚ（Ａｚｉｍｕｔｈ：方位角）／Ｅｌ（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ：仰角）誤差信号復調回路１０は誤差信号を復調する。発振器１１は、２０ＭＨｚの信号を発振する。逓倍器１２は、発振器出力を７逓倍する。ハイブリッド１３とハイブリッド１５とは、信号を分配する。移相器１６と移相器１７は、ハイブリッド１５で分配した信号の位相を合わせる。位相比較器１８は信号どうしの位相を比較する。ループフィルタ１９（ＬＦ）は雑音を除去する。電圧制御発振器２０（ＶＣＯ）は所定の信号を発振する。局発信号生成部２１は、局発信号を生成する。

次に動作について説明する。
（１）追尾受信機９００にはアンテナからΣ信号（和信号）とΔ信号（差信号）が入力される。
（２）Δ信号は外部コマンドの位相設定によって移相器１で位相θ_０（後述のΣ／Δ位相差θ_０）を調整し、０／π変調器２で変調がかけられる。
（３）ハイブリッド３でΣ信号とΔ信号を合成した後、周波数変換器４でＲＦ帯からＩＦ帯（１４０ＭＨｚ帯）に周波数変換する。
（４）位相比較器１８で２０ＭＨｚ発振器１１を７逓倍した信号と、周波数変換器４の出力信号位相を比較し、差分を出力する。
（５）ループフィルタ１９で雑音を除去し電圧制御発振器２０の制御電圧を生成する。
（６）この制御電圧によって電圧制御発振器２０の出力信号の周波数が変わり、局発信号生成部２１に入力される。このループにより周波数偏差Δθおよび固定位相θ_１が補償される。２０ＭＨｚ発振器１１を７逓倍した信号は位相比較器８と９の局発信号としても用いられる。
（７）移相器６と移相器１４はＩＦ帯の信号と位相比較器８の局発信号の位相差がゼロになるように位相を調整する。
（８）移相器１６と１７は位相比較器８と９への局発信号の位相差がゼロになるよう位相を調整する。
（９）位相比較器８と９の出力はＡｚ／Ｅｌ誤差信号復調回路に入力され、誤差信号が得られる。

従来の追尾受信機９００は以上のように構成されているので、ハイブリッド１３で分配された後の信号の位相ずれを移相器６と１４で正しく合わせられない時、またハイブリッド３で分配された後の位相ずれを移相器１６と１７で正しく合わせられない時は、Ａｚ／Ｅｌ誤差信号の劣化の原因となるという問題があった。また外部コマンドによる位相設定を行う移相器１は設定精度が１１．２５ｄｅｇおきであり、精度をあげるためには回路規模を大きくする必要がある。
特開２０００−２１４２４３号公報

この発明は、回路規模が大きくなることを抑え、かつ位相の補正を高精度で行う追尾受信機を提供することを目的とする。

本発明の追尾受信機は、
所定の信号を受信し受信した前記所定の信号を用いて和信号と差信号とを生成して出力するアンテナ装置から前記和信号と前記差信号とを入力し、入力した前記和信号と前記差信号とに基づいて前記アンテナ装置の向きの誤差を示す誤差情報を出力する追尾受信機において、
前記アンテナ装置の出力する前記和信号と前記差信号とを入力し、入力した前記和信号と前記差信号とを合成し、前記和信号と前記差信号とを合成したアナログ信号である和差合成信号を出力する信号合成部と、
前記信号合成部が出力した前記和差合成信号を入力して所定の周波数のディジタル信号に変換し、所定の周波数のディジタル信号に変換された前記和差合成信号から前記アンテナ装置の向きの誤差に対応するディジタル信号である所定の周波数の誤差対応ディジタル信号を検出し、検出した前記誤差対応ディジタル信号を出力する周波数制御部と、
前記周波数制御部が出力した前記誤差対応ディジタル信号を入力し、入力した前記誤差対応ディジタル信号の位相を補正し、位相を補正した前記誤差対応ディジタル信号を位相補正ディジタル信号として出力する位相制御部と、
前記位相制御部が出力した前記位相補正ディジタル信号を入力し、入力した前記位相補正ディジタル信号を前記誤差情報に復調して出力する誤差情報復調部と
を備えたことを特徴とする。

本発明により、位相の補正を高精度で行うことができる。また、位相補正の高精度化の場合に回路規模が大きくなることを抑えることができる。

実施の形態１．
図１〜図７を用いて実施の形態１を説明する。実施の形態１は、ディジタル信号処理により、後述する固定位相θ_１とΣ／Δ位相差θ_０とを一括して補正する追尾受信機に関する。

図１は、実施の形態１に係る追尾受信機１００の使用形態を説明する図である。図１では、準天頂衛星３１０は、追尾受信機１００とアンテナ装置３１１とを搭載している。なお、準天頂衛星については後述する。人工衛星５００は、通信装置３００ａとアンテナ５０１とを備える。地球局６００は、通信装置３００ｂとアンテナ６０１とを備える。車両７００は、、通信装置３００ｃとアンテナ７０１とを備える。

（１）アンテナ装置３１１は、地球局６００のアンテナ６０１から送信された信号（例えば、ビーコン）を受信し、受信した信号に基づき和信号と差信号とを出力する。
（２）追尾受信機１００は、アンテナ装置３１１から前記和信号と前記差信号とを入力し、入力した和信号と差信号とに基づいてアンテナ装置３１１の向きの誤差を示すＡＺ誤差信号とＥＬ誤差信号とを出力する。
（３）アンテナ装置３１１は、このＡＺ誤差信号とＥＬ誤差信号とにより自身の向きが地球局のアンテナ６０１の方向に制御される。アンテナ装置３１１は方向を制御され、地球局６００のアンテナ６０１との間で通信を行う。
（４）地球局６００では、通信装置３００ｂがアンテナ６０１を介して、方向が制御され
たアンテナ装置３１１との間で通信を行なう。また、車両７００に搭載された通信装置３００ｃも、方向が制御されたアンテナ装置３１１との間で通信することができ、例えば、アンテナ装置３１１がマルチビームアンテナの場合である。
なお、準天頂衛星３１０が人工衛星５００との間で通信を行う場合も、地球局６００と通信を行う場合と同様である。

図２〜図３を用いて「準天頂衛星」について説明する。「準天頂衛星」とは、通常の静止衛星に比べて高緯度地方において高い仰角の衛星をいい、高い仰角が得られることから静止衛星に比較して、建物等の遮蔽等の影響が少なく、通信場所が随時に変わる移動体の通信に適している。

図２は、準天頂衛星の軌道の一例をあらわしている。この例の準天頂衛星は、赤道面から約４５度の傾斜角になるように遠地点で約４０、０００ｋｍ、近地点で約３２、０００ｋｍの上空を地球の自転に合わせて１日に１周回する。また、準天頂衛星は、昇交点赤経（赤道面との交点）において１２０度ずつ離れるように準天頂衛星３１０、準天頂衛星３２０及び準天頂衛星３３０の３機が配置される。しかしこれに限らず、軌道、及び機数の配置は、この例と異なる方式でも構わない。

図３は、地上を固定して考えた場合に、図２における準天頂衛星の軌道を示している。図３に示すように、準天頂衛星３１０、準天頂衛星３２０、準天頂衛星３３０は、会合点６０を交点とする「８の字」を描くように周回する。３機の準天頂衛星は、８時間ずつ交代するように、切れ目なく日本上空に位置する。図３に示す状態において、準天頂衛星３２０は「８の字の上部の軌道」（日本を囲む部分）に入る。準天頂衛星３２０は、会合点６０を通過し「８の字の上部の軌道」に入り再び会合点６０に戻るまでに８時間を要する。また、このとき準天頂衛星３１０は「８の字の上部の軌道」から出て、準天頂衛星３２０と入れ替わり会合点６０を通過し準天頂衛星３３０の位置に向かう。準天頂衛星３１０は会合点６０から図の準天頂衛星３３０の位置に到達するまで８時間かかる。また、このとき、準天頂衛星３３０は会合点６０に向かうが、準天頂衛星３３０の位置から会合点６０に到達するまでに８時間を要する。したがって、８時間ごとに、「８の字の上部の軌道」には準天頂衛星３１０、準天頂衛星３２０、準天頂衛星３３０のいずれかが入れ替わりで存在する。日本では、「８の字の上部の軌道」に存在する準天頂衛星からの信号を高仰角受信することができる。

図４（出典：ｗｗｗ２．ｃｒｌ．ｇｏ．ｊｐ／ｋａ／ｃｏｎｔｒｏｌ／ｅｆｓａｔ／ｉｎｄｅｘ−Ｊ．ｈｔｍｌ）は、準天頂衛星３１０が高仰角であることを、静止衛星との比較において示す図である。静止衛星は仰角が４８度以下と小さいため、ビルなどに電波がさえぎられる。これに対して、準天頂衛星３１０は仰角が６０度以上（図４では６０度以上とあるが、７０度以上も可能である）と大きいため、ビルの谷間でも電波が遮られることが少ない。

次に図５を用いて、実施の形態１に係る追尾受信機１００の基本構成を説明する。追尾受信機１００はアンテナ装置３１１の出力する和信号（Σ信号ともいう）、差信号（Δ信号ともいう）を入力する。なお、信号合成部１１０、周波数制御部１２０、位相制御部１３０、誤差情報復調部１４０の各構成要素の各動作はお互いに関連しており、各構成要素の動作は一連の工程に置き換えることができる。この置き換えにより誤差情報生成方法の発明の実施形態とすることができる。下記（１）〜（４）の各かっこ書は、誤差情報生成方法の発明の実施形態の場合の各工程を示す。
（１）信号合成部１１０は、入力した和信号と差信号とを合成し、和差合成信号として出力する。この和差合成信号はアナログ信号である（和信号と差信号とを合成する工程）。（２）周波数制御部１２０は和差合成信号を入力し、和差合成信号を所定の周波数のディ
ジタル信号に変換する。そして、ディジタル信号に変換された和差合成信号からアンテナ装置３１１の向きの誤差に対応する「誤差対応ディジタル信号」を検出し出力する（誤差対応ディジタル信号を検出する工程）。
（３）位相制御部１３０は、周波数制御部１２０から誤差対応ディジタル信号を入力する。そして、入力した誤差対応ディジタル信号の位相を補正し、位相補正ディジタル信号として出力する。位相制御部１３０は、固定位相θ_１（内部位相）と、Σ／Δ位相差θ_０（外部位相）との両者を、ディジタル信号処理によって、一括して補正する。図５に示すように、「固定位相θ１」は、位相制御部１３０が入力する誤差対応ディジタル信号について、信号合成部１１０から位相制御部１３０に至る信号経路に起因して生じる位相の変動量を示す。「固定位相θ_１」は、追尾受信機１００内部の信号経路およびディジタル回路の信号処理のタイミングずれに起因して発生する位相変動である。また、「Σ／Δ位相差θ_０」は、位相制御部１３０が入力する誤差対応ディジタル信号について、アンテナ装置３１１から信号合成部１１０までの信号経路に起因して生じる位相の変動量を示す。「Σ／Δ位相差θ_０」は、追尾受信機１００外部の信号経路に起因して発生する位相変動である（誤差対応ディジタル信号の位相を補正する工程）。
（４）誤差情報復調部１４０は、位相制御部１３０から位相補正ディジタル信号を入力し、位相補正ディジタル信号を「ＡＺ誤差信号、ＥＬ誤差信号」（誤差情報の一例）に復調して出力する（誤差対応ディジタル信号を誤差情報に復調する工程）。

図６を用いて追尾受信機１００の具体的構成を説明する。図６は、図５をより具体化した構成である。図に示すように、追尾受信機１００は、信号合成部１１０、周波数制御部１２０、位相制御部１３０、Ａｚ／ＥＬ誤差信号復調回路１４０（誤差情報復調部）を備える。

信号合成部１１０は、０／π変調器１１１とハイブリッド１１２とを備える。
（１）０／π変調器１１１は、Σ信号とΔ信号の周波数を分離する。
（２）ハイブリッド１１２は、Σ信号とΔ信号とを合成し、合成信号（和差合成信号）を出力する。

周波数制御部１２０は、周波数変換器１２１、バンドパスフィルタ１２２、Ａ／Ｄ変換器１２３、直交検波回路１２４、周波数偏差検出回路１２５、ループフィルタ１２６、Ｄ／Ａ変換器１２７、電圧制御発振器１２８、局発信号生成部１２９ａ、１６ＭＨｚ発振器１２９ｂとを備える。
（１）周波数変換器１２１は、信号をＲＦ帯からＩＦ帯（４ＭＨｚ帯）に変換する。
（２）バンドパスフィルタ１２２は、雑音および周波数変換後の不要波を除去する。
（３）Ａ／Ｄ変換器１２３は、アナログ信号をディジタル信号に変換する。
（４）直交検波回路１２４は、信号をＩＦ帯からベースバンドに変換する。
（５）周波数偏差検出回路１２５は、周波数偏差を検出する。
（６）ループフィルタ１２６は、雑音を除去する。
（７）Ｄ／Ａ変換器１２７は、ディジタル信号をアナログ信号に変換する。
（８）電圧制御発振器１２８は、制御電圧により出力する信号の周波数を変化させる。
（９）局発信号生成部１２９ａは、局発信号を生成する。
（１０）１６ＭＨｚ発振器１２９ｂは、１６ＭＨｚの周波数の信号を発振する。

位相制御部１３０は、固定位相検出回路１３１（内部位相検出部の一例）、加算器１３２（対応補正値入力部の一例）、位相補正部１３３とを備える。
（１）固定位相検出回路１３１は、固定位相θ_１を検出する。
（２）加算器１３２は、外部コマンドの位相設定による対応補正値の入力を受け付け、固定位相検出回路１３１で検出された固定位相θ_１と対応補正値と加算する。ここで「対応補正値」とは、前記のΣ／Δ位相差θ_０に対応する補正値である。固定位相θ_１は検出で
きるが、Σ／Δ位相差θ_０は検出できない。このため、対応する補正値を対応補正値として外部コマンドにより入力する。なお、後述のように、本実施の形態１に係る追尾受信機１００では、対応補正値を０．１度の刻みで変化させながら入力することができる。
（３）位相補正部１３３は加算器１３２の出力値分だけ位相を補正する。これにより、Σ／Δ位相差θ_０と固定位相θ_１とを一括して補正することが可能となる。

次に図６を参照して動作を説明する。
（１）周波数変換器１２１により４ＭＨｚ帯に変換された信号は、バンドパスフィルタ１２２で雑音および周波数変換後の不要波が除去された後に、Ａ／Ｄ変換器１２３で１６ＭＨｚ発振器１２９ｂをクロックとして、４倍サンプリングされる。
（２）以降の回路は全てディジタル信号処理により実現する。
（３）Ａ／Ｄ変換後、直交検波回路１２４によりＩＦ帯からベースバンドの信号（誤差対応ディジタル信号）に周波数変換される。
（４）周波数偏差検出回路１２５は周波数偏差（Δθ）を検出し、ループフィルタ１２６で雑音を除去し、電圧制御発振器１２８（ＶＣＯ）の制御電圧を生成する。この制御電圧によって電圧制御発振器１２８の出力信号の周波数が変わり、局発信号生成部１２９ａに入力される。このループによりΔθが補償される。
（６）次に固定位相検出回路１３１で固定位相θ_１を検出する。
（７）外部コマンドによる位相設定（対応補正値）を「θ_０」とすると、加算器１３２がθ_１＋θ_０＝θ_２
を演算し、「θ_２」のぶんだけ位相補正部１３３が位相を補正する。
（８）位相補正部１３３の出力はＡｚ／Ｅｌ誤差信号復調回路１４０に入力され、誤差信号（誤差情報）が得られる。

位相の補正についてはディジタル処理で行うが、例えば、位相３６０ｄｅｇを１２ビット（＝２＾１２＝４０９６値）で表すとすれば、
３６０÷４０９６＝０．０８７ｄｅｇ
となり、約０．１ｄｅｇの刻みで位相の補正量を可変することができる。ディジタル処理により位相補正を行うので、ハードウェア規模を変えずに精度を向上することができる。仮にこれをアナログの移相器で実現しようとした場合、非現実的な規模のハードウェアとなってしまう。このように、位相補正部１３３では１２ビットの場合、約０．１ｄｅｇステップで位相を補正できる。このため、従来の外部コマンドによる位相設定「θ_０」は１１．２５ｄｅｇステップで可変していたので、本実施の形態の追尾受信機１００では、１００倍の精度で補正できることになる。

また前記の「θ_２」をゼロにするように位相補正が実施されるので、従来、移相器で生じていた位相ずれがゼロになり、より精度の高いＡｚ／Ｅｌ誤差信号を得ることができる。

また、従来では複数の位相器を様々な箇所に配置して位相を補正していた。しかし本実施の形態１の追尾受信機１００では位相制御部１３０において一括して位相を補正するので、各位置に位相器を配置することが不要となる。

次に図７を用いて直交検波回路１２４の動作を説明する。
（１）Ａ／Ｄ変換器１２３の出力は、ｃｏｓ（ωｔ＋θ）と表せる。１６ＭＨｚ発振器１２９ｂからの１６ＭＨｚクロックを用いて、４ＭＨｚ信号生成部１２４６において４ＭＨｚの信号ｃｏｓωｔが生成される。ここでω＝２πｆ、θは基準波ｃｏｓωｔとの位相差である。
（２）乗算器１２４１において、以下の乗算が行われる。
ｃｏｓ（ωｔ＋θ）・ｃｏｓωｔ＝１／２｛ｃｏｓ（２ωｔ＋θ）＋ｃｏｓθ｝
（３）次に２倍の周波数成分を除去するＬＰＦ１２４３を通すことによりｃｏｓθ成分が得られ、一般にＩｃｈ信号（誤差対応ディジタル信号の一例）と呼ぶ。
（４）同様に乗算器１２４２において、以下の乗算が行われる。
ｃｏｓ（ωｔ＋θ）・ｓｉｎωｔ＝１／２｛ｓｉｎ（２ωｔ＋θ）＋ｓｉｎθ｝
（５）次に２倍の周波数成分を除去するＬＰＦ１２４４を通すことによりｓｉｎθ成分が得られ、一般にＱｃｈ信号（誤差対応ディジタル信号の一例）と呼ぶ。
（６）上記のｃｏｓθ成分、ｓｉｎθ成分からθが時間ごとに変動するならば基準波と受信波との間に周波数偏差Δθが存在することになる。周波数偏差検出回路１２５ではＩｃｈ信号とＱｃｈ信号の作る角度をモニタし、現在の時刻と１クロック前の時刻の間に変化する位相変化量から周波数偏差を検出する。

実施の形態１の追尾受信機１００は、位相制御部が誤差対応ディジタル信号の位相を補正するので、高精度の位相補正が可能となる。また、ディジタル処理により位相を補正するので、回路を小型化することができる。

実施の形態１の追尾受信機１００は、固定位相検出回路が固定位相θ_１を検知するので、固定位相を一括して補正することができる。

実施の形態１の追尾受信機１００は、加算器がΣ／Δ位相差θ_０を入力しディジタル処理するので、位相を高精度で補正することができる。

実施の形態１の追尾受信機１００は、位相制御が固定位相とΣ／Δ位相差θ_０とを一括して補正するので、回路を小型化することができる。また、一括して補正するので、効率的に補正することができる。

実施の形態１の通信装置は、追尾受信機１００の出力する誤差情報に基づき向きが制御されたアンテナ装置３１１と通信を行う。従って、高精度で向きが制御されたアンテナ装置３１１と通信するので、安定した通信を行うことができる。

実施の形態２．
次に図８を用いて実施の形態２に係る追尾受信機２００を説明する。実施の形態１の追尾受信機１００の構成を示す図６と同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図８では、追尾受信機２００の周波数制御部１２０の構成が、実施の形態１の追尾受信機１００の周波数制御部１２０の構成と異なっている。追尾受信機２００では、追尾受信機１００の周波数制御部１２０におけるループフィルタ１２６から局発信号生成部１２９ａまでの周波数を補正する経路がなくなっているかわりに、周波数補正部１２１０を備える。周波数偏差が小さく、信号がバンドパスフィルタ１２２の帯域内に入る場合に用いることができる。

周波数補正部１２１０は、周波数偏差補償回路１２１１、周波数偏差検出回路１２５、ループフィルタ１２６、電圧制御発振器１２８を備える。また、局発信号生成部１２９ａには、発振器１２２０が接続されている。

周波数補正の動作を説明する。
（１）周波数偏差検出回路１２５は周波数偏差（Δθ）を検出し、ループフィルタ１２６で雑音を除去し、検出した周波数偏差に基づき電圧制御発振器１２８の制御値を生成する。この制御値によって電圧制御発振器１２８の出力周波数が変わり、周波数偏差補償回路１２１１に入力されΔθが補償される。
（２）周波数補正部１２１０がディジタル回路で構成されるため、図６の追尾受信機１００に比べて、より精度の高い周波数偏差補償が実現できる。
（３）この場合、周波数変換器１２１は、固定の発振器１２２０から出力される信号を用いて局発信号生成部１２９ａで生成される信号を局発信号として周波数変換を行う。

以上説明した追尾受信機１００、追尾受信機２００は、従来の追尾受信機が有する自動周波数制御機能と位相補正機能の精度を改善し、回路を小型化することができる。上記追尾受信機１００、追尾受信機２００は以下に示す構成を備える。

以上説明した追尾受信機１００及び追尾受信機２００は、
（１）自動周波数制御機能と位相補正機能をベースバンドで行うことを特徴とする。
（２）また、ＲＦ帯からＩＦ帯に周波数変換するミキサの局発信号と、ＩＦ帯からベースバンドに周波数変換する直交検波部のミキサの局発信号とを異なる源振を用いることを特徴とする。
（３）自動周波数制御機能と位相補正機能とを別々の回路で実現することを特徴とする。（４）位相補正部では、外部からコマンドで与えられる位相設定も含めて補正することを特徴とする。
（５）ＩＦ帯以降の回路は全てディジタル化することを特徴とする。
（６）追尾受信機１００は自動周波数制御機能をアナログ回路で実施し、追尾受信機２００ではディジタル回路で実現することを特徴とする。

追尾受信機１００及び追尾受信機２００の構成により以下の効果を得ることができる。（１）直交検波部の直交度ずれがなくなる。
（２）外部コマンドで与えられる位相設定により、位相調整する回路は従来移相器を用いていたのに対して、位相補正部は約１００倍精度の高い位相補正が可能になり、また回路を小型化することができる。
（３）従来ではＲＦ帯からＩＦ帯に周波数変換するミキサの局発信号とＩＦ帯からベースバンドに周波数変換する直交検波部のミキサの局発信号の間に微少な位相差が生じていたのに対して、位相差がゼロになるように補正することができるため位相差は生じない。
（４）追尾受信機２００の構成の場合、追尾受信機１００に比べて、より精度の高い周波数偏差補償を実現することができる。

実施の形態２の追尾受信機２００は、ディジタル処理を行う周波数補正部１２１０を備えたので、より精度の高い周波数偏差補償が実現できる。

実施の形態１における追尾受信機の使用形態を示す。実施の形態１における準天頂衛星を説明する図である。実施の形態１における準天頂衛星を説明する図である。実施の形態１における準天頂衛星を説明する図である。実施の形態１における追尾受信機１００の構成を示す。実施の形態１における追尾受信機１００の具体的な構成を示す。実施の形態１における直交検波回路の構成を示す。実施の形態２における追尾受信機２００の構成を示す。従来の追尾受信機９００の構成を示す。

符号の説明

１移相器、２０／π変調器、３ＨＹＢ、４周波数変換器、５ＨＹＢ、６移相器、７ＨＹＢ、８位相比較器、９位相比較器、１０Ａｚ／Ｅｌ誤差信号復調器、１１２０ＭＨｚ発振器、１２７逓倍器、１３ＨＹＢ、１４移相器、１５ＨＹ
Ｂ、１６移相器、１７移相器、１８位相比較器、１９ＬＦ、２０ＶＣＯ、２１
局発信号生成器、２２ＢＰＦ、６０会合点、１００追尾受信機、１０１アンテナ、１１０信号合成部、１１１０／π変調器、１１２ハイブリッド、１２０周波数制御部、１２１周波数変換器、１２２ＢＰＦ、１２３Ａ／Ｄ変換器、１２４直交検波回路、１２５周波数偏差検出回路、１２６ＬＦ、１２７Ｄ／Ａ変換器、１２８ＶＣＯ、１２９ａ局発信号生成部、１２９ｂ１６ＭＨｚ発振器、１３０位相制御部、１３１固定位相検出回路、１３２加算器、１３３位相補正部、１４０誤差情報復調部、２２０周波数制御部、３００ａ，３００ｂ，３００ｃ通信装置、３１０
準天頂衛星、３１１アンテナ装置、３２０，３３０準天頂衛星、５００人工衛星、６００地球局、６０１アンテナ、７００車両、７０１アンテナ、９００追尾受信機、１２１０周波数補正部、１２１１周波数偏差補償回路、１２２０発振器、１２４１乗算器、１２４２乗算器、１２４３ＬＰＦ、１２４４ＬＰＦ、１２４６
４ＭＨｚ信号生成部。

Claims

所定の信号を受信し受信した前記所定の信号を用いて和信号と差信号とを生成して出力するアンテナ装置から前記和信号と前記差信号とを入力し、入力した前記和信号と前記差信号とに基づいて前記アンテナ装置の向きの誤差を示す誤差情報を出力する追尾受信機において、
前記アンテナ装置の出力する前記和信号と前記差信号とを入力し、入力した前記和信号と前記差信号とを合成し、前記和信号と前記差信号とを合成したアナログ信号である和差合成信号を出力する信号合成部と、
前記信号合成部が出力した前記和差合成信号を入力して所定の周波数のディジタル信号に変換し、所定の周波数のディジタル信号に変換された前記和差合成信号から前記アンテナ装置の向きの誤差に対応するディジタル信号である所定の周波数の誤差対応ディジタル信号を検出し、検出した前記誤差対応ディジタル信号を出力する周波数制御部と、
前記周波数制御部が出力した前記誤差対応ディジタル信号を入力し、入力した前記誤差対応ディジタル信号の位相を補正し、位相が補正された前記誤差対応ディジタル信号を位相補正ディジタル信号として出力する位相制御部と、
前記位相制御部が出力した前記位相補正ディジタル信号を入力し、入力した前記位相補正ディジタル信号を前記誤差情報に復調して出力する誤差情報復調部と
を備えたことを特徴とする追尾受信機。
前記位相制御部は、
入力した前記誤差対応ディジタル信号の位相を補正するための補正値を取得し、取得した前記補正値に基づいて、入力した前記誤差対応ディジタル信号の位相を補正することを特徴とする請求項１記載の追尾受信機。
前記位相制御部は、
前記信号合成部から自己に至る信号経路等に起因して自己が入力する前記誤差対応ディジタル信号に生じる位相の変動量を示す内部位相を検出する内部位相検出部と、
前記内部位相差検出部が検出した前記内部位相差に基づいて、入力した前記誤差対応ディジタル信号の位相を補正して出力する位相補正部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の追尾受信機。
前記位相制御部は、
前記アンテナ装置から前記信号合成部までの信号経路に起因して自己が入力する誤差対応ディジタル信号に生じる位相の変動量を示す外部位相に対応する対応補正値を入力する対応補正値入力部と、
前記対応補正値入力部が入力した前記対応補正値に基づいて、入力した前記誤差対応ディジタル信号の位相を補正して出力する位相補正部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の追尾受信機。
前記位相制御部は、
前記信号合成部から自己に至る信号経路に起因して自己が入力する前記誤差対応ディジタル信号に生じる位相の変動量を示す内部位相を検出する内部位相検出部と、
前記アンテナ装置から前記信号合成部までの信号経路に起因して自己が入力する誤差対応ディジタル信号に生じる位相の変動量を示す外部位相に対応する対応補正値を入力する対応補正値入力部と、
前記内部位相検出部が検出した前記内部位相と、前記対応補正値入力部が入力した前記対応補正値とに基づいて、入力した前記誤差対応ディジタル信号の位相を補正して出力する位相補正部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の追尾受信機。
前記周波数制御部は、
検出した前記誤差対応ディジタル信号の前記周波数を補正して前記位相制御部に出力する周波数補正部を備えたことを特徴とする請求項１記載の追尾受信機。
前記アンテナ装置は、
方位角と仰角とにより向きが特定され、
前記誤差情報復調部は、
前記誤差情報として、前記方位角の誤差を示す方位角誤差情報と前記仰角の誤差を示す仰角誤差情報とを出力することを特徴とする請求項１記載の追尾受信機。
所定の信号を受信し受信した前記所定の信号を用いて和信号と差信号とを生成するアンテナ装置が生成した前記和信号と前記差信号とに基づいて、前記アンテナ装置の向きの誤差を示す誤差情報を生成する誤差情報生成方法において、
前記和信号と前記差信号とを和差合成信号として合成する工程と、
前記和差合成信号を所定の周波数のディジタル信号に変換し、所定の周波数のディジタル信号に変換された前記和差合成信号から前記アンテナ装置の向きの誤差に対応するディジタル信号である所定の周波数の誤差対応ディジタル信号を検出する工程と、
検出された前記誤差対応ディジタル信号の位相を補正する工程と、
位相が補正された前記誤差対応ディジタル信号を前記誤差情報に復調する工程と
を備えたことを特徴とする誤差情報生成方法。
請求項１記載の追尾受信機の出力する前記誤差情報に基づき向きが制御された前記アンテナ装置と通信することを特徴とする通信装置。