JP2008193311A - Automatic tracking device for multi-horn antenna - Google Patents

Automatic tracking device for multi-horn antenna Download PDF

Info

Publication number
JP2008193311A
JP2008193311A JP2007024260A JP2007024260A JP2008193311A JP 2008193311 A JP2008193311 A JP 2008193311A JP 2007024260 A JP2007024260 A JP 2007024260A JP 2007024260 A JP2007024260 A JP 2007024260A JP 2008193311 A JP2008193311 A JP 2008193311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
control voltage
signal
output signal
calculating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007024260A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4813388B2 (en
Inventor
Shunichi Akita
俊一 秋田
Kiyoshi Kubo
清 公保
Kazuyoshi Yamamoto
一義 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ikegami Tsushinki Co Ltd
Mainichi Broadcasting System Inc
Original Assignee
Ikegami Tsushinki Co Ltd
Mainichi Broadcasting System Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ikegami Tsushinki Co Ltd, Mainichi Broadcasting System Inc filed Critical Ikegami Tsushinki Co Ltd
Priority to JP2007024260A priority Critical patent/JP4813388B2/en
Publication of JP2008193311A publication Critical patent/JP2008193311A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4813388B2 publication Critical patent/JP4813388B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device capable of automatic tracking of a horn antenna in microwave communication which uses an analog wave or digital wave. <P>SOLUTION: The tracking device is provided with: an LNA and a frequency converter 106 for amplifying and performing frequency conversion to an output signal selected by an antenna input switch 105 out of a plurality of signals outputted by the multi-horn antenna; an IF demodulator 107 for demodulating an IF signal from the output signal; and a control voltage creation part 108 for outputting an azimuth angle control voltage and an angle of elevation control voltage of the multi-horn antenna on the basis of the output signal of the IF demodulator 107 and a signal from the timing generator 109. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ヘリコプターなどから送られてくるマイクロ波を受信するときに、基地局において当該マイクロ波の到来方向を追尾する自動追尾装置の構成に関するものである。   The present invention relates to a configuration of an automatic tracking device that, when receiving a microwave transmitted from a helicopter or the like, tracks an arrival direction of the microwave at a base station.

ヘリコプター又は移動中継車等を追尾する技術として、本出願人は、特許文献1に記載されているような追尾用マルチホーンアンテナに係る発明について既に提案している。当該特許文献1には、一次放射器をパラボラ反射鏡の前面中央の焦点近くに配置し、一対の方位角検出用ホーンを垂直面内においてそれぞれ上方及び下方に傾け、一対の俯仰角検出用ホーンを水平面内においてそれぞれ左方及び右方に傾けた追尾マルチホーンアンテナが開示されている。当該追尾マルチホーンアンテナは広い引込角を有し、さらに高い引込感度を有するため、現在の追尾システムでも有用なものである。これら通信には、マルチホーンを使用しているため追尾に使用する電波は、主となるホーンと同じ方式の電波を使用することになる。   As a technique for tracking a helicopter or a mobile relay vehicle, the present applicant has already proposed an invention relating to a tracking multihorn antenna as described in Patent Document 1. In Patent Document 1, a primary radiator is disposed near the focal point at the center of the front of a parabolic reflector, a pair of azimuth angle detection horns are tilted upward and downward, respectively, in a vertical plane, and a pair of elevation angle detection horns. A tracking multi-horn antenna is disclosed that is tilted left and right in the horizontal plane. Since the tracking multihorn antenna has a wide pulling angle and a higher pulling sensitivity, it is useful in the current tracking system. Since a multi-horn is used for these communications, the radio wave used for tracking uses the same type of radio wave as the main horn.

従来のアナログ波による追尾装置は、各ホーンアンテナで得られる電波から入力電界強度を求め、その電界強度からアンテナを駆動する駆動部の制御電圧を求めて、左右及び上下で互いに等しくなるように制御している。例えば、左右二つのホーンアンテナより得た電界強度が左の方が右よりも大きい場合には
、アンテナを回転することにより左右電界強度が等しくなるように制御する。
従って、電界強度が極端に劣化してしまうと、電界強度を求めることができなくなり、追尾の限界値に達し、追尾することができなくなってしまう。
The conventional analog wave tracking device obtains the input electric field strength from the radio wave obtained from each horn antenna, obtains the control voltage of the drive unit that drives the antenna from the electric field strength, and controls them to be equal to each other on the left and right and up and down is doing. For example, when the electric field strength obtained from the two left and right horn antennas is larger on the left side than on the right side, the left and right electric field strengths are controlled to be equal by rotating the antenna.
Therefore, if the electric field strength is extremely deteriorated, the electric field strength cannot be obtained, the tracking limit value is reached, and the tracking cannot be performed.

また、近年マイクロ波通信分野でもデジタル化が進み、従来のアナログのFM(Frequency Modulation)波等と異なるQAM(Quadrature Amplitude Modulation)やOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)などのデジタル変調を使用した通信が盛んである。   In recent years, digitalization has also progressed in the field of microwave communication, and communication using digital modulation such as QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), which is different from conventional analog FM (Frequency Modulation) waves, is popular. It is.

デジタル通信装置の場合、アナログ通信装置と異なり伝送中の誤りを修復する訂正機能を有するため、入力電界強度はアナログ通信装置よりも遙かに低くても良く、雑音レベルが信号レベルより大きくとも受信可能である。このような状態の場合に、従来のアナログ通信装置におけるマルチホーンアンテナの自動追尾装置を用いてもホーンアンテナを追尾させることができない。   In the case of a digital communication device, unlike an analog communication device, it has a correction function that corrects errors during transmission, so the input electric field strength may be much lower than that of an analog communication device, and even if the noise level is higher than the signal level, it is received. Is possible. In such a state, the horn antenna cannot be tracked even if the multi-horn antenna automatic tracking device in the conventional analog communication device is used.

そこで、これらのデジタル通信装置に関して、本出願人は、特許文献2に記載されている発明を既に提案している。特許文献2には、信号成分がノイズ成分より小さい場合でも入力電界強度を推定できる回路が開示されており、これによると、信号成分に含まれる同一データの相関値を算出し、相関値の最大値から入力電界強度を算出することができ、この結果従来よりも幅の広い入力電界強度の検知が可能となっている。   Therefore, the present applicant has already proposed the invention described in Patent Document 2 regarding these digital communication devices. Patent Document 2 discloses a circuit capable of estimating the input electric field strength even when the signal component is smaller than the noise component. According to this, a correlation value of the same data included in the signal component is calculated, and the maximum correlation value is calculated. The input electric field strength can be calculated from the value, and as a result, it is possible to detect the input electric field strength wider than the conventional one.

特公平5−45081号公報Japanese Patent Publication No. 5-45081 特開2006−13591公報JP 2006-13591 A

デジタル波による通信の場合には、伝送中の誤りを訂正することができるため、特許文献2に開示されている発明によって、入力電界強度が従来のアナログ波による通信に比べて遙かに低くても良く、雑音レベルが信号レベルよりも大きくても受信が可能となる。   In the case of communication using digital waves, an error during transmission can be corrected. Therefore, according to the invention disclosed in Patent Document 2, the input electric field strength is much lower than that of communication using conventional analog waves. Even if the noise level is higher than the signal level, reception is possible.

しかしながら、デジタル波による通信の場合には、多少の劣化があっても主ホーンアンテナによって復調することが可能ではあるが、従来のアナログ波による追尾回路を使用していると電界強度が限界値となっている場合には、追尾装置のみが追尾の限界値に達してしまい、追尾機能自体が動作しないという問題が生じることになり、結果としてシステム全体の評価が低いものとなってしまう。   However, in the case of digital wave communication, it is possible to demodulate with the main horn antenna even if there is some degradation, but if the conventional analog wave tracking circuit is used, the electric field strength becomes the limit value. In such a case, only the tracking device reaches the tracking limit value, which causes a problem that the tracking function itself does not operate. As a result, the evaluation of the entire system becomes low.

本発明の課題は、アナログ波、デジタル波の両通信装置に用いることができるマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置の提供にある。   An object of the present invention is to provide an automatic tracking device for a multi-horn antenna that can be used in both analog wave and digital wave communication devices.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、
請求項1に記載の発明は、マルチホーンアンテナにより電波到来方向の追尾を行うマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置において、前記マルチホーンアンテナから出力される複数の信号をアンテナ切換信号により切り換えて出力するアンテナ出力切換手段と、前記アンテナ出力切換手段の出力信号を増幅および周波数変換してIF信号を得る周波数変換手段と、前記IF信号を復調するIF信号復調手段と、前記IF信号復調手段の出力信号をもとに受信電界強度を算出する電界強度算出手段と、前記受信電界強度より前記マルチホーンアンテナの駆動手段を制御する制御電圧を算出する第1の制御電圧算出手段と、前記IF復調手段の出力信号を直交復調する直交復調手段と、前記直交復調手段の出力信号に対して所定期間の相関を演算する相関演算手段と、前記相関演算手段の出力信号の最大値を検出する最大値検出手段と、前記最大値検出手段の出力信号に基づいて前記制御電圧を算出する第2の制御電圧算出手段と、前記第1及び前記第2の制御電圧算出手段の出力信号を加算する加算器と、前記加算器の出力信号に基づいた所定演算により前記マルチホーンアンテナの方位角制御電圧及び俯仰角制御電圧を出力する制御電圧作成手段を備えることを特徴としている。
The present invention has been made to solve the above problems,
The invention according to claim 1 is an automatic tracking device for a multihorn antenna that tracks the direction of arrival of radio waves by a multihorn antenna, and switches and outputs a plurality of signals output from the multihorn antenna by an antenna switching signal. Antenna output switching means, frequency conversion means for amplifying and frequency converting the output signal of the antenna output switching means to obtain an IF signal, IF signal demodulating means for demodulating the IF signal, and output signal of the IF signal demodulating means An electric field strength calculating means for calculating a received electric field strength based on the received electric field strength, a first control voltage calculating means for calculating a control voltage for controlling the driving means of the multi-horn antenna from the received electric field strength, and an IF demodulating means. Quadrature demodulating means for quadrature demodulating the output signal, and calculating a correlation for a predetermined period with the output signal of the orthogonal demodulating means Correlation calculating means, maximum value detecting means for detecting the maximum value of the output signal of the correlation calculating means, and second control voltage calculating means for calculating the control voltage based on the output signal of the maximum value detecting means, An adder for adding the output signals of the first and second control voltage calculating means, and an azimuth control voltage and an elevation angle control voltage of the multihorn antenna by a predetermined calculation based on the output signal of the adder. A control voltage generating means for outputting is provided.

また、請求項2記載の発明は、請求項1に記載のマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置において、前記相関演算手段は、QAM/OFDM切換スイッチを有するとともに、前記所定期間は、前記QAM/OFDM切換スイッチがQAM側の場合には、前記直交復調手段の出力信号の同期部分の期間であり、前記QAM/OFDM切換スイッチがOFDM側の場合は、前記直交復調手段の出力信号のガードインターバル期間であることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the automatic tracking device for a multihorn antenna according to the first aspect, the correlation calculation means has a QAM / OFDM selector switch, and the predetermined period includes the QAM / OFDM. When the changeover switch is on the QAM side, it is the period of the synchronous part of the output signal of the orthogonal demodulation means, and when the QAM / OFDM changeover switch is on the OFDM side, it is the guard interval period of the output signal of the orthogonal demodulation means. It is characterized by being.

またさらに、請求項3記載の発明は、請求項1に記載のマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置において、前記所定演算は、前記加算器の出力信号を前記アンテナ切換信号に同期した信号によりサンプルホールドし、当該サンプルホールドされた出力信号を演算することを特徴としている。   Still further, the invention according to claim 3 is the automatic tracking device for a multi-horn antenna according to claim 1, wherein the predetermined calculation is performed by sampling and holding the output signal of the adder by a signal synchronized with the antenna switching signal. Then, the sampled and held output signal is calculated.

そして、請求項4記載の発明は、請求項1に記載のマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置において、前記相関演算は、デジタル演算であることを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the automatic tracking device for a multi-horn antenna according to the first aspect, the correlation calculation is a digital calculation.

またさらに、請求項5記載の発明は、請求項1に記載のマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置において、前記マルチホーンアンテナは、左右及び上下の4つのホーンアンテナからなることを特徴としている。   Furthermore, the invention according to claim 5 is the automatic tracking device for a multihorn antenna according to claim 1, characterized in that the multihorn antenna is composed of four horn antennas on the left, right, and top and bottom.

請求項1に記載の発明によれば、従来のアナログ波による追尾で使用した回路による第1の制御電圧と、相関演算の最大値による第2の制御電圧との加算結果から制御電圧を作成したことにより、従来のアナログ波による追尾に加えて、デジタル波の追尾も可能となり、システム全体としての信頼性が向上する。
また、従来のアナログ波だけの場合には相関演算部が動作しないが、加算しているために従来のアナログ波のシステムにも対応可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the control voltage is created from the addition result of the first control voltage by the circuit used in the conventional tracking by the analog wave and the second control voltage by the maximum value of the correlation calculation. As a result, in addition to the tracking by the conventional analog wave, the digital wave can be tracked, and the reliability of the entire system is improved.
Further, in the case of only the conventional analog wave, the correlation calculation unit does not operate, but since the addition is performed, the conventional analog wave system can be supported.

また、請求項2記載の発明によれば、所定期間をデジタル波に含まれる同一部分としたことにより、実際の演算回路ではシフトレジスタ等の遅延素子で実現することができ、回路規模が大きくならず、好適なものとなる。   According to the second aspect of the present invention, since the predetermined period is the same part included in the digital wave, an actual arithmetic circuit can be realized by a delay element such as a shift register, and the circuit scale is increased. Therefore, it becomes suitable.

さらに、請求項3記載の発明によれば、アンテナ切換信号に同期した信号によりサンプルホールドするようにしたことにより、選択されて処理された信号をサンプルホールドすることができ、リアルタイム処理が可能となり、追尾装置として好適なものとなる。   Furthermore, according to the invention described in claim 3, since the sample-and-hold is performed by the signal synchronized with the antenna switching signal, the signal that has been selected and processed can be sample-and-held, and real-time processing becomes possible. This is suitable as a tracking device.

また、請求項4記載の発明によれば、相関演算をデジタル演算でき、その結果、1チップで構成することも可能となり、回路規模が大きく成らず、好適なものとなる。   According to the invention described in claim 4, the correlation calculation can be digitally calculated. As a result, it can be configured by one chip, and the circuit scale is not increased, which is preferable.

そして、請求項5記載の発明によれば、前記マルチホーンアンテナは、左右及び上下の4つのホーンアンテナを使用することができ、方位角制御及び俯仰角制御が行いやすく、その結果、追尾装置として好適なものとなる。   And according to invention of Claim 5, the said multihorn antenna can use four horn antennas of right and left, and up and down, and it is easy to perform azimuth angle control and elevation angle control, As a result, as a tracking device This is preferable.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照し詳しく説明する。
図1は、本発明を実施するための最良の形態であるブロック図である。本実施にの形態に係るマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置は、図に示すように、ホーンアンテナ入力端子101(RIGHT)、102(LEFT)、103(UPPER)及び104(LOWER)と、アンテナ入力切換スイッチ105と、LNA及び周波数変換器106と、IF(Intermediate Frequency)復調器107と、制御電圧作成部108と、アンテナ切換信号を発生させるタイミング発生器109と、出力端子110及び111から構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the best mode for carrying out the present invention. As shown in the figure, the automatic tracking device for a multi-horn antenna according to the present embodiment includes a horn antenna input terminal 101 (RIGHT), 102 (LEFT), 103 (UPPER), and 104 (LOWER), and an antenna input. It comprises a changeover switch 105, an LNA / frequency converter 106, an IF (Intermediate Frequency) demodulator 107, a control voltage generator 108, a timing generator 109 for generating an antenna switching signal, and output terminals 110 and 111. ing.

アンテナ入力切換スイッチ105は、ホーンアンテナ入力端子101,102,103及び104から入力するマルチホーンアンテナの出力をタイミング発生器109から発生する切換信号SEL(SELECT)に基づいて切り換える。そして、アンテナ入力切換スイッチ105の出力は、LNA(Low Noise Amp.)及び周波数変換器106で低ノイズ増幅される。   The antenna input changeover switch 105 switches the output of the multihorn antenna input from the horn antenna input terminals 101, 102, 103, and 104 based on the switching signal SEL (SELECT) generated from the timing generator 109. The output of the antenna input changeover switch 105 is amplified by low noise by an LNA (Low Noise Amp.) And a frequency converter 106.

ホーンアンテナの出力は主ホーンで受信する電波と同じ周波数である。即ち、SHF(Super High Frequency)帯の信号であり、このSHF波をUHF(Ultra High Frequency)波に変換し、さらにVHF(Very High Frequency)波へ周波数変換(ダウンコンバート)する。   The output of the horn antenna is the same frequency as the radio wave received by the main horn. That is, it is a signal in the SHF (Super High Frequency) band, and this SHF wave is converted into a UHF (Ultra High Frequency) wave and further frequency-converted (down-converted) into a VHF (Very High Frequency) wave.

VHF帯に変換された信号は、IF復調器107で中間周波数に変換され、IF帯の信号に復調された信号は、制御電圧作成部108でアンテナ駆動部のモータ(図示は省略)を制御する電圧を作成して出力端子110にて方位角の制御電圧、出力端子111にて俯仰角の制御電圧を出力する。タイミング発生器109は、後述する図3に基づく各タイミング信号を発生させる。   The signal converted to the VHF band is converted to an intermediate frequency by the IF demodulator 107, and the signal demodulated to the IF band signal controls a motor (not shown) of the antenna driving unit by the control voltage generator 108. A voltage is generated, and an azimuth control voltage is output from the output terminal 110, and a control voltage of the elevation angle is output from the output terminal 111. The timing generator 109 generates timing signals based on FIG. 3 described later.

図2は、制御電圧作成部108の詳細な構成を示したブロック図である。
制御電圧作成部108は、図に示すように、入力端子201、AGC増幅器202、復調器203、電界強度算出部204、制御電圧算出部A205、直交復調部206、同期検出部207、QAM/OFDM切換スイッチ208、相関演算部209、ピーク値検出部210、制御電圧算出部B211、加算器212、サンプルホールド回路213、214、215及び216、そして、演算器217及び218、出力端子110及び111から構成されている。
なお、QAMとは直交振幅変調の略で、OFDMとは直交周波数分割多重の略である。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the control voltage generator 108.
As shown in the figure, the control voltage generator 108 includes an input terminal 201, an AGC amplifier 202, a demodulator 203, a field strength calculator 204, a control voltage calculator A205, an orthogonal demodulator 206, a synchronization detector 207, a QAM / OFDM. From the changeover switch 208, the correlation calculation unit 209, the peak value detection unit 210, the control voltage calculation unit B 211, the adder 212, the sample hold circuits 213, 214, 215 and 216, the calculation units 217 and 218, and the output terminals 110 and 111 It is configured.
QAM is an abbreviation for orthogonal amplitude modulation, and OFDM is an abbreviation for orthogonal frequency division multiplexing.

次に動作について説明する。入力端子201から入力したIF信号は、AGC増幅器202で一定の出力が得られるように増幅される。AGC増幅器202の出力は復調器203により検波され、AGC増幅器の出力が一定となるような利得制御信号を発生する。そして、この利得制御信号を基に電界強度算出部204で受信電界強度が算出され、この受信電界強度から制御電圧算出部A205がアンテナ駆動電圧を算出する。   Next, the operation will be described. The IF signal input from the input terminal 201 is amplified by the AGC amplifier 202 so that a constant output can be obtained. The output of the AGC amplifier 202 is detected by the demodulator 203, and a gain control signal is generated so that the output of the AGC amplifier becomes constant. Based on this gain control signal, the received field strength calculation unit 204 calculates the received field strength, and the control voltage calculation unit A205 calculates the antenna drive voltage from the received field strength.

AGC増幅器202の出力は、直交復調器206に入力し、直交復調され、IQ信号となる。なお、この直交復調器206以降の処理は、全てデジタルで行うものである。   The output of the AGC amplifier 202 is input to the quadrature demodulator 206 and quadrature demodulated to become an IQ signal. Note that the processing after the quadrature demodulator 206 is all performed digitally.

IQ信号は、同期検出部207とQAM/OFDM切換スイッチ208に入力する。QAM/OFDM切換スイッチ208がQAM側の場合には、同期検出部207でQAM信号の同期部分が検出され、その出力が選択されて相関演算部209で同期部分に関して自己相関演算が行われる。
また、QAM/OFDM切換スイッチ208がOFDM側の場合には、相関演算部209でガードインターバル部分に関して自己相関演算が行われる。なお、QAM/OFDM切換スイッチ208は、デジタル波の種類が前もって分かることから、受信する前に設定しておいても良い。
The IQ signal is input to the synchronization detection unit 207 and the QAM / OFDM switch 208. When the QAM / OFDM selector switch 208 is on the QAM side, the synchronization detection unit 207 detects the synchronization portion of the QAM signal, selects the output thereof, and the correlation calculation unit 209 performs autocorrelation calculation on the synchronization portion.
When the QAM / OFDM selector switch 208 is on the OFDM side, the correlation calculation unit 209 performs autocorrelation calculation on the guard interval portion. Note that the QAM / OFDM switch 208 can be set before reception because the type of digital wave can be known in advance.

ピーク値検出部210は、相関演算部209の出力に関して所定周期毎のピーク値を検出し、制御電圧算出部B211では当該ピーク値に基づいた制御電圧を算出する。そして、制御電圧算出部A205と制御電圧算出部B211の出力は、加算器212で加算され、加算された制御電圧は、サンプルホールド回路213〜216に供給され、図1に示す、タイミング発生器109からのサンプリング信号S/Hにより一つのサンプルホールド回路のみサンプリングされる。なお、その他のサンプルホールド回路は、そのままホールド状態となる。   The peak value detection unit 210 detects a peak value for each predetermined period with respect to the output of the correlation calculation unit 209, and the control voltage calculation unit B211 calculates a control voltage based on the peak value. The outputs of the control voltage calculation unit A205 and the control voltage calculation unit B211 are added by the adder 212. The added control voltage is supplied to the sample hold circuits 213 to 216, and the timing generator 109 shown in FIG. Only one sample and hold circuit is sampled by the sampling signal S / H from. The other sample and hold circuits are in the hold state as they are.

このようにして各ホーンアンテナに対する制御電圧が求まり、この制御電圧を基に左右及び上下で一つの制御信号となるように演算器217及び218で演算し、方位角制御電圧信号のAZ信号及び俯仰角制御電圧信号のEL信号として出力端子から出力する。   In this way, the control voltage for each horn antenna is obtained, and based on this control voltage, it is calculated by the calculators 217 and 218 so as to be one control signal left and right and up and down, and the AZ signal and elevation of the azimuth control voltage signal are calculated. An angle control voltage signal is output from the output terminal as an EL signal.

次に、各ホーンの制御電圧について説明する。各ホーンアンテナの検出レベルは、引込角に関して図4のようになり、交点となるとき対となるホーンアンテナの出力レベルが一定となる。即ち、ホーンアンテナ出力のピーク値となるように制御するのではなく、左右或いは上下のホーンアンテナレベルが等しくなるように制御する。   Next, the control voltage of each horn will be described. The detection level of each horn antenna is as shown in FIG. 4 with respect to the lead-in angle, and the output level of the paired horn antenna is constant when it becomes an intersection. That is, the control is performed so that the left and right or upper and lower horn antenna levels are equal, not the peak value of the horn antenna output.

この図4に示す引込み角度と駆動部分の制御電圧の関係を前もって求めておけば、検出レベルにより制御電圧を求めることができる。方位角については、左右のホーンアンテナ、俯仰角については、上下のホーンアンテナとなる。   If the relationship between the pull-in angle and the control voltage of the drive portion shown in FIG. 4 is obtained in advance, the control voltage can be obtained from the detection level. The azimuth angle is the left and right horn antennas, and the elevation angle is the upper and lower horn antennas.

例えば、右ホーンアンテナの検出レベルから制御電圧が2V、左ホーンアンテナの検出レベルから制御電圧が5Vのようなデータを得た場合は、検出レベルの値が同じになるように制御電圧の演算を行って角度制御を行う。この場合、制御電圧としては差をとり3Vとして、この差に向きを表す符号を付けて駆動部分に供給することにより左右の検出レベルが同じになるように制御する。   For example, when data such as a control voltage of 2 V is obtained from the detection level of the right horn antenna and a control voltage of 5 V is obtained from the detection level of the left horn antenna, the control voltage is calculated so that the detection level value is the same. Go and perform angle control. In this case, the difference between the control voltages is taken as 3V, and a sign indicating the direction is attached to the difference and supplied to the drive portion, thereby controlling the left and right detection levels to be the same.

図4に示すように検出レベルで角度が二つある場合には、小さい角度を採用して制御を行い、左右同じレベルにならない場合には、大きい角度を採用して制御を行うものとする。なお、上下についても左右と同様である。   As shown in FIG. 4, when there are two angles at the detection level, control is performed using a small angle, and when the left and right are not at the same level, control is performed using a large angle. Note that the same applies to the upper and lower sides.

次に、アンテナ切換スイッチ105と制御電圧作成部108で使用するタイミングを作成するタイミング発生器109の動作について、図3を用いて説明する。   Next, the operation of the timing generator 109 that creates the timing used by the antenna selector switch 105 and the control voltage generator 108 will be described with reference to FIG.

CLOCK信号は、1周期を0.22msecとするパルス列である。QA、QB、QC及びQDは、CLOCK信号をカウンタでカウントしたときの出力信号である。QAはCLOCK信号をカウントダウンしたもので、QBはQAをカウントダウンしたもの、QCはQBをカウントダウンしたもの、そしてQDはQCをカウントダウンしたものである。これら4つのカウント信号により、アンテナ切換信号であるSEL(RI)、SEL(LE)、SEL(UP)及びSEL(LO)を作成し、1ホーンあたり切換時間を0.88msecとして切り換える。   The CLOCK signal is a pulse train in which one cycle is 0.22 msec. QA, QB, QC and QD are output signals when the CLOCK signal is counted by the counter. QA is a countdown of the CLOCK signal, QB is a countdown of QA, QC is a countdown of QB, and QD is a countdown of QC. Based on these four count signals, antenna switching signals SEL (RI), SEL (LE), SEL (UP) and SEL (LO) are created, and the switching time per horn is changed to 0.88 msec.

SEL(RI)は、QCとQDのAND(論理積)をとり反転したものであり、SEL(LE)は、QCの反転したものとQDとのAND(論理積)をとり反転したもので、SEL(UP)は、QCとQDの反転したものとのAND(論理積)をとり反転したもので、SEL(LO)は、QCの反転したものとQDの反転したものとのAND(論理積)をとり反転したものである。なお、アンテナ選択信号は、アクティブロウとする。   SEL (RI) is an AND (logical product) of QC and QD and inverted. SEL (LE) is an AND (logical product) of the inverted QC and QC. SEL (UP) is an AND (logical product) of the inverted QC and QD, and SEL (LO) is an AND (logical product) of the inverted QC and the inverted QD. ) And reversed. The antenna selection signal is active low.

誤差電圧サンプリング信号についても同様である。即ち、S/H(RI)は、QAの反転したものとQBの反転したものと、QC及びQDとAND(論理積)をとったもので、S/H(LE)は、QAの反転したものとQBの反転したものと、QCの反転したもの及びQDとAND(論理積)をとったものである。
また、S/H(UP)は、QAの反転したものとQBの反転したものと、QC及びQDの反転したものとAND(論理積)をとったもので、S/H(LO)は、QAの反転したものとQBの反転したものと、QCの反転したもの及びQDの反転したものとAND(論理積)をとったものである。
なお、何れも最後の1クロック分がサンプル期間となる。
このようにしてアンテナ選択信号と誤差電圧サンプリング信号を作成し、アンテナ切換スイッチ105と制御電圧作成部108に供給する。
The same applies to the error voltage sampling signal. That is, S / H (RI) is obtained by inverting QA, inverting QB, and ANDing QC and QD (logical product), and S / H (LE) is inverted QA. And QB inversion, QC inversion, and QD and AND (logical product).
S / H (UP) is an AND (logical product) of the inverted QA, the inverted QB, the inverted QC and QD, and the S / H (LO) is An AND (logical product) of an inverted version of QA, an inverted version of QB, an inverted version of QC, and an inverted version of QD.
In any case, the last one clock is the sample period.
In this way, the antenna selection signal and the error voltage sampling signal are generated and supplied to the antenna changeover switch 105 and the control voltage generation unit 108.

本発明の実施形態については、上記の実施形態に限られるものではない。例えば、電界強度算出部204で受信電界強度が限界値に達した場合には、制御電圧を0として相関演算による結果に加算するようにしてもよい。
また、図2の説明においては、A/D変換器及びD/A変換器等は省略しているが、デジタル処理するときには必要とされるものであり、適当な箇所に挿入する必要がある。さらに、デジタル波通信としてQAMとOFDMとしたが、他のデジタル通信であるBPSKやQPSK等でも同期部分を含むものであれば有用である。
The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, when the received field strength reaches the limit value in the field strength calculation unit 204, the control voltage may be set to 0 and added to the result of the correlation calculation.
In the description of FIG. 2, the A / D converter, the D / A converter, and the like are omitted, but they are necessary for digital processing and need to be inserted at an appropriate location. Furthermore, although QAM and OFDM are used as digital wave communication, other digital communication such as BPSK and QPSK are useful if they include a synchronization portion.

本発明は、マルチホーンアンテナ用の自動追尾装置に関して、特に移動体による通信に対して好適なものとなる。実際には、追尾を必要とするのは、ヘリコプターと基地局間の通信または移動中継車と基地局間の通信である。さらに本発明は、従来のアナログ波によるものと最近のデジタル波による演算によるものとを混合した結果に基づいて制御する構成としたことにより、デジタル波による部分を非動作とする簡単な改造により、アナログ波のみの追尾システムでも適用可能である。   The present invention relates to an automatic tracking device for a multi-horn antenna, and is particularly suitable for communication by a mobile object. In practice, it is communication between the helicopter and the base station or communication between the mobile relay vehicle and the base station that requires tracking. Furthermore, the present invention is configured to control based on the result of mixing the conventional analog wave and the latest digital wave calculation, and by a simple modification to deactivate the digital wave part, It can also be applied to a tracking system using only analog waves.

本発明の実施に関する最良の形態を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the best form regarding implementation of this invention. 本発明の実施に関する最良の形態の制御電圧作成部の詳細ブロック図である。It is a detailed block diagram of the control voltage preparation part of the best form regarding implementation of this invention. 本発明の実施に関する最良の形態のタイミング発生器のタイミングチャートを示した図である。It is the figure which showed the timing chart of the timing generator of the best form regarding implementation of this invention. アンテナ角度と方位角および俯仰角検出用各ホーンの出力レベルとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between an antenna angle, the azimuth, and the output level of each horn for elevation angle detection.

符号の説明Explanation of symbols

101 ホーンアンテナ入力端子(RIGHT)
102 ホーンアンテナ入力端子(LEFT)
103 ホーンアンテナ入力端子(UPPER)
104 ホーンアンテナ入力端子(LOWER)
105 アンテナ入力切換スイッチ
106 LNA及び周波数変換器
107 IF復調器
108 制御電圧作成部
109 タイミング発生器
110、111 出力端子
201 入力端子
202 AGC増幅器
203 復調器
204 電界強度算出部
205 制御電圧算出部A
206 直交復調部
207 同期検出部
208 QAM/OFDM切換スイッチ
209 相関演算部
210 ピーク値検出部
211 制御電圧算出部B
212 加算器
213、214、215、216 サンプルホールド回路
217、218 演算器
101 Horn antenna input terminal (RIGHT)
102 Horn antenna input terminal (LEFT)
103 Horn antenna input terminal (UPPER)
104 Horn antenna input terminal (LOWER)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 105 Antenna input switch 106 LNA and frequency converter 107 IF demodulator 108 Control voltage preparation part 109 Timing generator 110, 111 Output terminal 201 Input terminal 202 AGC amplifier 203 Demodulator 204 Electric field strength calculation part 205 Control voltage calculation part A
206 Quadrature Demodulation Unit 207 Synchronization Detection Unit 208 QAM / OFDM Switch 209 Correlation Calculation Unit 210 Peak Value Detection Unit 211 Control Voltage Calculation Unit B
212 Adder 213, 214, 215, 216 Sample hold circuit 217, 218

Claims (5)

マルチホーンアンテナにより電波到来方向の追尾を行うマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置において、
前記マルチホーンアンテナから出力される複数の信号をアンテナ切換信号により切り換えて出力するアンテナ出力切換手段と、
前記アンテナ出力切換手段の出力信号を増幅および周波数変換してIF信号を得る周波数変換手段と、
前記IF信号を復調するIF信号復調手段と、
前記IF信号復調手段の出力信号をもとに受信電界強度を算出する電界強度算出手段と、
前記受信電界強度より前記マルチホーンアンテナの駆動手段を制御する制御電圧を算出する第1の制御電圧算出手段と、
前記IF復調手段の出力信号を直交復調する直交復調手段と、
前記直交復調手段の出力信号に対して所定期間の相関を演算する相関演算手段と、
前記相関演算手段の出力信号の最大値を検出する最大値検出手段と、
前記最大値検出手段の出力信号に基づいて前記制御電圧を算出する第2の制御電圧算出手段と、
前記第1及び前記第2の制御電圧算出手段の出力信号を加算する加算器と、
前記加算器の出力信号に基づいた所定演算により前記マルチホーンアンテナの方位角制御電圧及び俯仰角制御電圧を出力する制御電圧作成手段を備えること
を特徴とするマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置。
In an automatic tracking device for a multihorn antenna that tracks the direction of arrival of radio waves by a multihorn antenna,
An antenna output switching means for switching and outputting a plurality of signals output from the multihorn antenna by an antenna switching signal;
Frequency conversion means for amplifying and frequency converting the output signal of the antenna output switching means to obtain an IF signal;
IF signal demodulating means for demodulating the IF signal;
Electric field strength calculating means for calculating the received electric field strength based on the output signal of the IF signal demodulating means;
First control voltage calculating means for calculating a control voltage for controlling the driving means of the multi-horn antenna from the received electric field strength;
Orthogonal demodulation means for orthogonally demodulating the output signal of the IF demodulation means;
Correlation calculating means for calculating a correlation for a predetermined period with respect to the output signal of the orthogonal demodulating means;
Maximum value detecting means for detecting the maximum value of the output signal of the correlation calculating means;
Second control voltage calculating means for calculating the control voltage based on an output signal of the maximum value detecting means;
An adder for adding the output signals of the first and second control voltage calculation means;
An automatic tracking device for a multihorn antenna, comprising control voltage generating means for outputting an azimuth angle control voltage and an elevation angle control voltage of the multihorn antenna by a predetermined calculation based on an output signal of the adder.
前記相関演算手段は、QAM/OFDM切換スイッチを有するとともに、
前記所定期間は、前記QAM/OFDM切換スイッチがQAM側の場合には、前記直交復調手段の出力信号の同期部分の期間であり、前記QAM/OFDM切換スイッチがOFDM側の場合は、前記直交復調手段の出力信号のガードインターバル期間であることを特徴とする請求項1に記載のマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置。
The correlation calculation means has a QAM / OFDM selector switch,
The predetermined period is a period of a synchronization portion of the output signal of the orthogonal demodulation means when the QAM / OFDM switch is on the QAM side, and the orthogonal demodulation is performed when the QAM / OFDM switch is on the OFDM side. 2. The automatic tracking device for a multi-horn antenna according to claim 1, wherein the interval is a guard interval period of the output signal of the means.
前記所定演算は、前記加算器の出力信号を前記アンテナ切換信号に同期した信号によりサンプルホールドし、当該サンプルホールドされた出力信号の演算であることを特徴とする請求項1に記載のマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置。   2. The multi-horn antenna according to claim 1, wherein the predetermined calculation is an operation of sampling and holding the output signal of the adder by a signal synchronized with the antenna switching signal, and calculating the sampled and held output signal. Automatic tracking device. 前記相関演算は、デジタル演算であることを特徴とする請求項1に記載のマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置。   2. The automatic tracking device for a multi-horn antenna according to claim 1, wherein the correlation calculation is a digital calculation. 前記マルチホーンアンテナは、左右及び上下の4つのホーンアンテナからなることを特徴とする請求項1に記載のマルチホーンアンテナ用の自動追尾装置。   2. The automatic tracking device for a multi-horn antenna according to claim 1, wherein the multi-horn antenna includes four horn antennas on the left, right, and upper and lower sides.
JP2007024260A 2007-02-02 2007-02-02 Automatic tracking device for multi-horn antenna Expired - Fee Related JP4813388B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007024260A JP4813388B2 (en) 2007-02-02 2007-02-02 Automatic tracking device for multi-horn antenna

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007024260A JP4813388B2 (en) 2007-02-02 2007-02-02 Automatic tracking device for multi-horn antenna

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008193311A true JP2008193311A (en) 2008-08-21
JP4813388B2 JP4813388B2 (en) 2011-11-09

Family

ID=39752984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007024260A Expired - Fee Related JP4813388B2 (en) 2007-02-02 2007-02-02 Automatic tracking device for multi-horn antenna

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4813388B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07336127A (en) * 1994-06-09 1995-12-22 Nec Corp Device and method for detecting antenna tracking error
JPH08178661A (en) * 1994-12-21 1996-07-12 Ikegami Tsushinki Co Ltd Azimuth detecting device
JP2002353832A (en) * 2001-05-30 2002-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for setting reception direction of antenna and receiver
JP2006067047A (en) * 2004-08-25 2006-03-09 Ikegami Tsushinki Co Ltd Input electric field intensity display method and circuit thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07336127A (en) * 1994-06-09 1995-12-22 Nec Corp Device and method for detecting antenna tracking error
JPH08178661A (en) * 1994-12-21 1996-07-12 Ikegami Tsushinki Co Ltd Azimuth detecting device
JP2002353832A (en) * 2001-05-30 2002-12-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for setting reception direction of antenna and receiver
JP2006067047A (en) * 2004-08-25 2006-03-09 Ikegami Tsushinki Co Ltd Input electric field intensity display method and circuit thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP4813388B2 (en) 2011-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7961825B2 (en) Diversity receiver and method
US8229010B2 (en) OFDM receiving apparatus having plurality of OFDM branches
JP4373469B2 (en) Digital broadcast receiver and synchronization detection method
JP4317335B2 (en) Diversity receiver
WO2007142091A1 (en) Ofdm reception device and ofdm receiver using the same
JP4813388B2 (en) Automatic tracking device for multi-horn antenna
KR100416326B1 (en) Radio receiver
JP5055239B2 (en) OFDM demodulator
JP2002111771A (en) Digital modulating signal receiver
JP2001285156A (en) Diversity receiver
JP3311237B2 (en) Diversity receiver circuit
JP2007221640A (en) Diversity receiver
JP2000078216A (en) Automatic frequency controller, automatic frequency control method and digital radio receiver
JP2005236666A (en) Ofdm demodulator
JP4381902B2 (en) Input field strength estimation circuit, method thereof, and receiver
JP2007329626A (en) Ofdm receiving device and ofdm receiving equipment using the same
US8931026B2 (en) Apparatus and method for detecting spectrum inversion
JP2000165338A (en) Ofdm receiver
JP2010268396A (en) Diversity reception device and diversity reception method
JP4514743B2 (en) Receiver
JP3750015B2 (en) Diversity receiver
JP4841988B2 (en) Mobile-mounted television receiver having sensitivity setting device
JP5780647B2 (en) Receiving apparatus and antenna direction adjusting method thereof
JP2005354222A (en) Receiver and receiving circuit
JP2006067047A (en) Input electric field intensity display method and circuit thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110726

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110824

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4813388

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees