JP2009194808A - Polarization plane control antenna, and method of calibrating polarization plane control antenna - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信システムおける送信アンテナに関し、より詳しくは、例えば、移動体通信衛星等に使用される、電気的に偏波面を制御するアンテナと、該アンテナの校正方法に関する。 The present invention relates to a transmission antenna in a wireless communication system, and more particularly to an antenna that is used for a mobile communication satellite or the like and that electrically controls a polarization plane, and a calibration method for the antenna.
電気的に偏波面を制御可能な偏波面制御アンテナは、所望の偏波面を形成するために、互いに直交する偏波用の各入力端子を、所定の振幅及び位相で励振する必要がある。偏波面制御アンテナにおけるビーム形成のための信号処理は、従来のフェーズドアレイアンテナと同様であり、経路数が2のフェーズドアレイアンテナの校正方法が、例えば、非特許文献1及び非特許文献2に記載されている。
In order to form a desired polarization plane, a polarization plane control antenna that can electrically control the polarization plane needs to excite each input terminal for polarization orthogonal to each other with a predetermined amplitude and phase. The signal processing for beam formation in the polarization plane control antenna is the same as that of the conventional phased array antenna, and the calibration method of the phased array antenna having two paths is described in, for example, Non-Patent
非特許文献1及び非特許文献2に記載の構成は、ビーム形成装置の通過特性を、等振幅及び等位相状態になる様に制御するものであり、図16に示す様に、ベクトルネットワークアナライザが、ビーム形成装置の入力端子と各素子アンテナ間の、通過振幅及び位相を順次測定して相対振幅及び位相を求め、その後、ビーム形成装置において、振幅及び位相誤差補償を行っている。
The configurations described in
従来技術における方法は、通過振幅及び位相を測定するために、高価なマイクロ波帯の測定器、具体的には、図16に示すベクトルネットワークアナライザの他、信号発生器、スペクトラムアナライザ、周波数変換器、可変移相器、可変減衰器等を必要とする。さらに、アンテナを移動環境で使用する場合、これら測定器を常に具備しておかなければならないが、上記、ベクトルネットワークアナライザ等は一般的にその重量が重く、サイズも大きいという問題もある。 In the prior art method, in order to measure the passing amplitude and phase, an expensive microwave band measuring instrument, specifically, a signal generator, a spectrum analyzer, a frequency converter in addition to the vector network analyzer shown in FIG. , Variable phase shifter, variable attenuator, etc. are required. Further, when the antenna is used in a mobile environment, it is necessary to always provide these measuring instruments. However, the vector network analyzer and the like are generally heavy and large in size.
したがって、本発明は、従来技術よりその校正を安価に行うことができ、移動環境下における使用に適した偏波面制御アンテナと、偏波面制御アンテナの校正方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a polarization plane control antenna that can be calibrated at a lower cost than the prior art and is suitable for use in a mobile environment, and a calibration method for the polarization plane control antenna.
本発明における偏波面制御アンテナの校正方法によれば、
設定された偏波角に基づき、第1の入力端子から入力される信号を2つの経路に分配する分配部と、分配部により分配された各経路の信号を変換する第1の90度ハイブリッドと、第1の90度ハイブリッドにより変換された各経路の信号を再変換する第2の90度ハイブリッドと、第2の90度ハイブリッドが出力する各経路の信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、第1の90度ハイブリッドと第2の90度ハイブリッドの間に設けられ、各経路の信号の振幅及び位相を変化させる第1及び第2の振幅位相制御部とを備えている偏波面制御アンテナの校正方法であって、第1の入力端子に入力する校正用信号を、偏波共用アンテナの一方の入力端子にのみ入力させる偏波角の値を分配部に設定し、第1の振幅位相制御部及び第2の振幅位相制御部における位相変化量及び利得を同一に設定する第1のステップと、校正用信号を第1の入力端子に入力し、第1又は第2の振幅位相制御部が与える位相変化量を変更し、偏波共用アンテナの他方の入力端子に入力される校正用信号が最小になるときの第1及び第2の振幅位相制御部の位相変化量を、第1及び第2の振幅位相制御部に設定する第2のステップと、校正用信号を第1の入力端子に入力し、第1の振幅位相制御部の利得を1とした状態で、第2の振幅位相制御部の利得を0から1で変化させ、第2の振幅位相制御部の利得を1とした状態で、第1の振幅位相制御部の利得を0から1で変化させ、偏波共用アンテナの他方の入力端子に入力される校正用信号が最小になるときの第1及び第2の振幅位相制御部の利得を、第1及び第2の振幅位相制御部に設定する第3のステップとを含むことを特徴とする。
According to the calibration method of the polarization plane control antenna in the present invention,
A distribution unit that distributes a signal input from the first input terminal to two paths based on the set polarization angle; and a first 90-degree hybrid that converts a signal of each path distributed by the distribution unit; The second 90-degree hybrid that reconverts the signal of each path converted by the first 90-degree hybrid and the signal of each path output by the second 90-degree hybrid are transmitted with orthogonal polarizations, respectively. And a first and second amplitude / phase control unit that are provided between the first 90-degree hybrid and the second 90-degree hybrid and change the amplitude and phase of the signal of each path. The polarization plane control antenna is calibrated and the distribution unit is set with a polarization angle value that allows a calibration signal input to the first input terminal to be input only to one input terminal of the dual-polarization antenna. , First amplitude position A first step of setting the phase change amount and the gain in the control unit and the second amplitude phase control unit to be the same; a calibration signal is input to the first input terminal; and the first or second amplitude phase control unit The phase change amount of the first and second amplitude phase control units when the calibration signal input to the other input terminal of the polarization sharing antenna is minimized is changed to The second step of setting the second amplitude phase control unit and the second amplitude phase in a state where the calibration signal is input to the first input terminal and the gain of the first amplitude phase control unit is set to 1. While the gain of the control unit is changed from 0 to 1, and the gain of the second amplitude phase control unit is set to 1, the gain of the first amplitude phase control unit is changed from 0 to 1, and First and second amplitudes when the calibration signal input to the other input terminal is minimized The gain of the phase control unit, characterized in that it comprises a third step of setting the first and second amplitude-phase control section.
本発明の校正方法における他の実施形態によれば、
分配部は、第1の入力端子に入力される信号とは直交する偏波で送信する信号のための第2の入力端子を有し、第2の入力端子に入力される信号を、設定された偏波角に基づき前記2つの経路に分配し、前記第1のステップから第3のステップの実行後、校正用信号の入力先を第2の入力端子として、前記第1のステップから第3のステップを再度実行し、各実行において得られた第1及び第2の振幅位相制御部の利得及び位相変化量の平均値を、第1及び第2の振幅位相制御部に設定することも好ましい。
According to another embodiment of the calibration method of the present invention,
The distribution unit has a second input terminal for a signal to be transmitted with a polarization orthogonal to the signal input to the first input terminal, and the signal input to the second input terminal is set. Distribution to the two paths based on the polarization angle, and after execution of the first step to the third step, the calibration signal input destination is the second input terminal, and the first step to the third step. It is also preferable to execute the above step again and set the average values of the gain and phase change amount of the first and second amplitude phase control units obtained in each execution to the first and second amplitude phase control units. .
また、本発明の校正方法における他の実施形態によれば、
偏波面制御アンテナは、偏波面制御アンテナは、分配部と第1の90度ハイブリッドの間、又は、第2の90度ハイブリッドと偏波共用アンテナの間に、各経路の信号の振幅及び位相を変化させる第3及び第4の振幅位相制御部を備えており、分配部は、第1の入力端子に入力される信号とは直交する偏波で送信する信号のための第2の入力端子を有し、第2の入力端子に入力される信号を、設定された偏波角に基づき前記2つの経路に分配し、互いに直交する2つの偏波の無線信号を受信してそれぞれ出力するための第1及び第2の出力端子を備えた校正用偏波共用アンテナを、偏波面制御アンテナに対向させ、校正用信号を第1の入力端子に入力し、第1の出力端子から出力される校正用信号が最大となる様に偏波角を設定する第4のステップと、校正用信号を第1の入力端子に入力し、第3又は第4の振幅位相制御部が与える位相変化量を変更し、第2の出力端子から出力される校正用信号が最小になるときの第3及び第4の振幅位相制御部の位相変化量を、第3及び第4の振幅位相制御部に設定する第5のステップと、校正用信号を第1の入力端子に入力し、0からπ/2の範囲において第2の出力端子から出力される校正用信号を最小とする偏波角を、第1の偏波角として求める第1のサブステップと、校正用信号を第1の入力端子に入力し、π/2からπの範囲において第1の出力端子から出力される校正用信号を最小とする偏波角からπ/2だけ減じた値を、第2の偏波角として求める第2のサブステップと、第1の偏波角と第2の偏波角の平均値に基づき第3及び第4の振幅位相制御部の利得を設定する第3のサブステップを、第1の偏波角と第2の偏波角の差が所定の閾値内となるまで繰り返す第6のステップとを含むことも好ましい。
According to another embodiment of the calibration method of the present invention,
The polarization plane control antenna is configured such that the amplitude and phase of the signal of each path is between the distribution unit and the first 90-degree hybrid, or between the second 90-degree hybrid and the polarization sharing antenna. 3rd and 4th amplitude phase control parts to change are provided, and a distribution part has the 2nd input terminal for the signal transmitted with the polarization orthogonal to the signal inputted into the 1st input terminal. And having a signal input to the second input terminal distributed to the two paths based on a set polarization angle, and receiving and outputting radio signals of two polarizations orthogonal to each other The calibration dual-polarized antenna having the first and second output terminals is opposed to the polarization plane control antenna, the calibration signal is input to the first input terminal, and the calibration is output from the first output terminal. The fourth scan is set so that the polarization angle is maximized. And a calibration signal is input to the first input terminal, the amount of phase change given by the third or fourth amplitude phase control unit is changed, and the calibration signal output from the second output terminal is minimized. A fifth step of setting the phase change amount of the third and fourth amplitude phase control units in the third and fourth amplitude phase control units and the calibration signal to the first input terminal A first sub-step for obtaining, as a first polarization angle, a polarization angle that minimizes the calibration signal output from the second output terminal in the range of 0 to π / 2, and a calibration signal A value obtained by subtracting π / 2 from the polarization angle that is input to the first input terminal and minimizes the calibration signal output from the first output terminal in the range of π / 2 to π is the second deviation. Based on the second sub-step obtained as the wave angle, and the average value of the first polarization angle and the second polarization angle, the third and fourth And a sixth step of repeating the third sub-step for setting the gain of the amplitude phase control unit until the difference between the first polarization angle and the second polarization angle falls within a predetermined threshold. preferable.
本発明における偏波面制御アンテナによれば、
設定された偏波角に基づき、第1の入力端子から入力される信号を2つの経路に分配する分配手段と、分配手段により分配された各経路の信号を変換する第1の90度ハイブリッド手段と、第1の90度ハイブリッド手段により変換された各経路の信号を再変換する第2の90度ハイブリッド手段と、第2の90度ハイブリッド手段が出力する各経路の信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、第1の90度ハイブリッド手段と第2の90度ハイブリッド手段の間に設けられ、各経路の信号の振幅及び位相を変化させる第1及び第2の振幅位相制御手段と、偏波共用アンテナのいずれかの入力端子に接続し、該入力端子に入力される校正用信号を抽出する校正用信号抽出手段と、校正用抽出手段が抽出した校正用信号を検波して検波信号を出力する検波手段と、検波手段が出力した検波信号の電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段が測定した電圧を監視し、分配手段に設定する偏波角と、第1及び第2の振幅位相制御手段の利得及び位相変化量を設定する制御手段とを備えていることを特徴とする。
According to the polarization plane control antenna of the present invention,
Based on the set polarization angle, a distribution unit that distributes a signal input from the first input terminal to two paths, and a first 90-degree hybrid unit that converts the signal of each path distributed by the distribution unit And the second 90 degree hybrid means for reconverting the signals of the respective paths converted by the first 90 degree hybrid means and the signals of the respective paths output by the second 90 degree hybrid means are orthogonal to each other. The first and second amplitudes that are provided between the dual-polarized antenna that transmits by polarization and between the first 90-degree hybrid means and the second 90-degree hybrid means and change the amplitude and phase of the signal of each path A phase control means, a calibration signal extraction means for extracting a calibration signal input to the input terminal of the dual-polarized antenna, and a calibration signal extracted by the calibration extraction means Detection means for detecting and outputting a detection signal, voltage measurement means for measuring the voltage of the detection signal output from the detection means, monitoring the voltage measured by the voltage measurement means, and setting the polarization angle to the distribution means, And control means for setting the gain and phase change amount of the first and second amplitude phase control means.
本発明の偏波面制御アンテナにおける他の実施形態によれば、
制御手段は、第1の入力端子に校正用信号が入力されたとき、偏波共用アンテナの、校正用信号抽出手段が接続されていない入力端子にのみ、校正用信号を入力させる偏波角を分配手段に設定し、第1及び第2の振幅位相制御手段の位相変化量を変化させ、電圧測定手段が測定する電圧が最小になるときの位相変化量を第1及び第2の振幅位相制御手段に設定し、続いて、第1及び第2の振幅位相制御手段の利得を変化させ、電圧測定手段が測定する電圧が最小になるときの利得を第1及び第2の振幅位相制御手段に設定することも好ましい。
According to another embodiment of the polarization control antenna of the present invention,
When the calibration signal is input to the first input terminal, the control means sets the polarization angle for inputting the calibration signal only to the input terminal to which the calibration signal extracting means of the polarization sharing antenna is not connected. The phase change amount is set in the distribution unit, the phase change amount of the first and second amplitude phase control means is changed, and the phase change amount when the voltage measured by the voltage measurement means is minimized is the first and second amplitude phase control. Then, the gain of the first and second amplitude phase control means is changed, and the gain when the voltage measured by the voltage measurement means is minimized is given to the first and second amplitude phase control means. It is also preferable to set.
また、本発明の偏波面制御アンテナにおける他の実施形態によれば、
設定された偏波角に基づき、第1の入力端子から入力される信号を2つの経路に分配する分配手段と、分配手段により分配された各経路の信号の振幅及び位相を変化させる第3及び第4の振幅位相制御手段と、第3及び第4の振幅位相制御手段が出力する各経路の信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、校正用信号が入力される第1の90度ハイブリッド手段と、第1の90度ハイブリッド手段の一方の出力端子からの信号の振幅及び位相を変化させて、第3の振幅位相制御手段の出力と同一経路に信号を出力する第1の振幅位相制御手段と、第1の90度ハイブリッド手段の他方の出力端子からの信号の振幅及び位相を変化させて、第4の振幅位相制御手段の出力と同一経路に信号を出力する第2の振幅位相制御手段と、偏波共用アンテナの各入力端子にその入力端子が接続されている第2の90度ハイブリッド手段と、第2の90度ハイブリッド手段の2つの出力端子のうち、第1の90度ハイブリッド手段に入力された校正用信号が出力されない側の出力端子と接続し、該出力端子の出力信号から校正用信号を抽出する校正用信号抽出手段と、校正用抽出手段が抽出した校正用信号を検波して検波信号を出力する検波手段と、検波手段が出力した検波信号の電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段が測定した電圧を監視し、第1、第2、第3及び第4の振幅位相制御手段の利得及び位相変化量を設定する制御手段とを備えていることを特徴とする。
In addition, according to another embodiment of the polarization control antenna of the present invention,
Based on the set polarization angle, a distribution unit that distributes a signal input from the first input terminal to two paths, and a third and a third that change the amplitude and phase of the signal of each path distributed by the distribution unit The polarization shared antenna that transmits the signals of the respective paths output by the fourth amplitude phase control means and the third and fourth amplitude phase control means with orthogonal polarizations, and a calibration signal are input. The amplitude and phase of the signal from one output terminal of the first 90-degree hybrid means and the first 90-degree hybrid means are changed, and the signal is output to the same path as the output of the third amplitude-phase control means The amplitude and phase of the signal from the other output terminal of the first amplitude / phase control means and the first 90-degree hybrid means are changed, and the signal is output to the same path as the output of the fourth amplitude / phase control means Second amplitude phase control A first 90-degree hybrid of the two 90-degree hybrid means and a second 90-degree hybrid means having the input terminal connected to each input terminal of the dual-polarized antenna and the second 90-degree hybrid means A calibration signal extraction means for extracting a calibration signal from the output signal of the output terminal connected to an output terminal on the side where the calibration signal input to the means is not output, and a calibration signal extracted by the calibration extraction means Detection means for detecting and outputting a detection signal, voltage measurement means for measuring the voltage of the detection signal output by the detection means, and monitoring the voltage measured by the voltage measurement means, the first, second, third and third And control means for setting the gain and phase change amount of the amplitude phase control means.
さらに、本発明の偏波面制御アンテナにおける他の実施形態によれば、
制御手段は、第1の90度ハイブリッド手段に校正用信号が入力されたとき、第1及び第2の振幅位相制御手段の位相変化量を変化させ、電圧測定手段が測定する電圧が最小になるときの位相変化量を第1及び第2の振幅位相制御手段に設定し、設定した各位相変化量を、それぞれ、第1及び第2の位相校正値として記憶し、続いて、第1及び第2の振幅位相制御手段の利得を変化させ、電圧測定手段が測定する電圧が最小になるときの利得をそれぞれ、第1及び第2の振幅校正値として記憶し、第3の振幅位相制御手段の利得及び位相変化量を、第1の振幅校正値及び第1の位相校正値に基づきそれぞれ変更し、第4の振幅位相制御手段の利得及び位相変化量を、第2の振幅校正値及び第2の位相校正値に基づき変更することも好ましい。
Furthermore, according to another embodiment of the polarization control antenna of the present invention,
When the calibration signal is input to the first 90-degree hybrid means, the control means changes the amount of phase change of the first and second amplitude phase control means, and the voltage measured by the voltage measuring means is minimized. Phase change amount is set in the first and second amplitude phase control means, and the set phase change amounts are stored as first and second phase calibration values, respectively. The gain when the voltage measured by the voltage measuring means is minimized is stored as the first and second amplitude calibration values, and the gain of the third amplitude phase controlling means is stored. The gain and phase change amount are changed based on the first amplitude calibration value and the first phase calibration value, respectively, and the gain and phase change amount of the fourth amplitude phase control means are changed to the second amplitude calibration value and the second amplitude calibration value. It is also preferable to change based on the phase calibration value.
本発明による校正方法は、理想的な状態においては校正用信号が流れない経路を監視し、この経路を流れる校正用信号を最小にすることにより行うものであるが、校正用信号のレベルの監視は、検波器及び電圧計という安価な機器のみで行うことが可能である。また、これらの機器は、非常に小型であり、本発明による偏波面制御アンテナは、これら機器を組み込んでおり、運用中であっても必要に応じて校正を行うことが可能である。 The calibration method according to the present invention is performed by monitoring a path through which a calibration signal does not flow in an ideal state and minimizing the calibration signal flowing through this path. However, the level of the calibration signal is monitored. Can be performed only with inexpensive devices such as a detector and a voltmeter. Further, these devices are very small, and the polarization plane control antenna according to the present invention incorporates these devices, and can be calibrated as necessary even during operation.
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図1及び2は、本発明による校正方法の対象である偏波面制御アンテナの形態を示す図である。図1によると、偏波面制御アンテナは、送信信号制御部100と、周波数変換部5と、増幅部61及び62と、出力90度ハイブリッド42と、偏波共用アンテナ71とを備えており、送信信号制御部100は、分配部2と、振幅位相制御部31、32、33及び34と、入力90度ハイブリッド41とを備え、分配部2の2つの入力端子11及び12には、直交する2つの偏波それぞれで搬送する変調信号が入力される。つまり、例えば、水平偏波で送信する信号が入力端子11に入力され、垂直偏波で送信する信号が入力端子12に入力される。なお、一つの偏波のみを使用する場合、入力端子12を省略することができる。
FIGS. 1 and 2 are views showing a configuration of a polarization plane control antenna which is an object of a calibration method according to the present invention. According to FIG. 1, the polarization plane control antenna includes a transmission
分配部2は、入力端子11に入力される信号を、分配部2に設定された偏波角に基づき2つの経路に分配して出力し、同じく、入力端子12に入力される信号を、設定された偏波角に基づき2つの経路に分配して出力する。ここで、偏波角とは、入力端子11に入力される変調信号を送信する偏波の偏波面の、偏波共用アンテナ71が送受信可能な2つの偏波面のうちの一方の偏波面に対する傾き角度である。より具体的には2つの入力端子11及び12への入力信号を(x,y)、2つの出力端子からの出力信号を(u,v)、偏波角をθとすると、分配部2は、
The
図3は、分配部2の機能ブロック図である。可変電力配分部21及び22は、入力端子11及び12に入力される信号、それぞれを、設定された偏波角に基づき分配して信号合成部23及び24にそれぞれ出力し、信号合成部23及び24は、2つの入力信号を合成して出力する。図4は、1つの入力端子のみを使用する場合における分配部2の機能ブロック図であり、可変電力配分部21は、入力端子11に入力される信号を、偏波角に基づき分配して出力する。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
振幅位相制御部31及び32は、アンテナ全体の校正のためのものであり、設定された利得係数及び位相係数に基づき通過する信号の振幅及び位相を変化させる。なお、設定する利得係数及び位相係数の決定手順は後述する。
The amplitude and
周波数変換のための周波数変換部5と、信号の増幅のための増幅部61及び62を、入力90度ハイブリッド41と、出力90度ハイブリッド42で挟む構成は、非特許文献3に記載されている様に、入力90度ハイブリッド41と出力90度ハイブリッド42の間にある各構成要素の経路間のバランス動作を目的とし、入力90度ハイブリッド41から出力90度ハイブリッド42間の校正のため、入力90度ハイブリッド41の出力に、振幅位相制御部33及び34を設けている。振幅位相制御部33及び34に対して設定する利得係数及び位相係数の決定手順は後述する。
A configuration in which the
なお、振幅位相制御部31〜34の入力端子への入力信号をx、出力端子からの出力信号をu、利得係数をα、位相係数をβとすると、
u=xαejβ (2)
であり、入力90度ハイブリッド41及び出力90度ハイブリッド42の各入力端子への入力信号を(x,y)、各出力端子からの出力信号を(u,v)とすると、
In addition, when the input signal to the input terminal of the amplitude
u = xαe jβ (2)
When the input signals to the input terminals of the input 90-
偏波共用アンテナ71は2つの入力端子13及び14を有しており、その一方は出力90度ハイブリッド42の一方の出力端子に接続され、他方は出力90度ハイブリッド42の他方の出力端子に接続されており、各端子の入力信号を直交する偏波の無線信号として送信する。
The dual-polarized
図2に示す偏波面制御アンテナは、図1の構成におけるバランス動作のための入力90度ハイブリッド41及び出力90度ハイブリッド42と、この区間の校正のための振幅位相制御部33及び34を取り除いたものである。
The polarization plane control antenna shown in FIG. 2 eliminates the input 90-
所望の偏波面を形成するためには、励振誤差をできるだけ小さくすることが求められ、よって、分配部2の各出力から偏波共用アンテナ71の2つの入力端子までの各経路の通過振幅及び位相を一致させることが必要である。以下、上記偏波面制御アンテナの校正方法について説明を行う。まず、図1に示すバランス動作のための構成を含む偏波面制御アンテナに対しては、バランス動作対象である区間の校正(校正1)を行い、続いて、アンテナ全体の校正(校正2)を行う。一方、図2に示すバランス動作のための構成を含まない偏波面制御アンテナに対しては校正2のみを行う。
In order to form a desired polarization plane, it is required to reduce the excitation error as much as possible. Therefore, the pass amplitude and phase of each path from each output of the
図5は、本発明による校正方法の、校正1のためのブロック図であり、校正用の信号を検波する検波器8が、偏波共用アンテナ71の一方の入力端子、図5においては入力端子13に接続され、検波器8からの検波信号のレベルを測定する電圧計9が検波器8の出力に接続されている。以下に、校正1の手順を説明する。
FIG. 5 is a block diagram for the
(手順11)入力端子11又は12のどちらか一方に校正用の信号を入力し、理想的な状態において、検波器8を接続している端子に信号が現れない様に、送信信号制御部100内の分配部2の偏波角を設定する。つまり、式(1)の偏波角θを、0又はπ/2に設定する。また、振幅位相制御部31〜34の利得係数を1、位相係数を0に、つまり、式(2)のα=1、β=0に設定する。
(Procedure 11) A signal for calibration is input to either the
(手順12)振幅位相制御部33又は34の位相係数を0〜2πで変化させ、電圧計9の出力が最小となるときの各位相係数を、振幅位相制御部33及び34に対する設定値とすると共に、位相校正係数として記憶する。
(Procedure 12) The phase coefficient of the amplitude
(手順13)振幅位相制御部34の利得係数を1としたまま、振幅位相制御部33の利得係数を0から1で変化させて電圧計9の出力を監視し、その後、振幅位相制御部33の利得係数を1としたまま、振幅位相制御部34の利得係数を0から1で変化させて電圧計9の出力を監視し、電圧計9の出力が最小となるときのそれぞれの利得係数を、振幅位相制御部33及び34に対する設定値とすると共に、振幅校正係数として記憶する。
(Procedure 13) The output of the
図6は、校正1を説明する図である。図6(a)に示す様に、手順11における初期設定により、送信信号制御部100が出力する2つの信号51と52は、振幅が等しく、90度の位相差のある信号になる。出力90度ハイブリッド42は、入力端子への各入力信号の位相差を90度だけ小さくして合成した信号と、90度だけ大きくして合成した信号を出力するため、図6(a)に示す等振幅で直交する2つの信号をそのまま出力90度ハイブリッド42に入力すると、一方の出力端子のみから信号が出力され、他方の出力端子からは何も出力されない。
FIG. 6 is a diagram for explaining the
しかしながら、周波数変換部5、増幅器61及び62、さらに、配線等により生じる振幅特性及び位相特性の相対的な差により、増幅部61と62が出力する信号は、図6(b)に示す様に、振幅は異なり、位相差も90度ではなくなる。図6(b)に示す信号を、出力90度ハイブリッド42に入力すると、図6(c)に示す様に、本来打ち消しあうべき信号52を90度回転させた信号が、信号51と等振幅で逆相の信号とはならないため、信号53が残留することになる。手順12及び13は、この信号レベルを監視しながら、利得及び位相の調整を行うものである。
However, due to the relative difference in amplitude characteristics and phase characteristics caused by the
本発明は上述した手順により、送信信号制御部100から出力90度ハイブリッド42の入力までの2つの経路の振幅特性及び位相特性の相対的な差を、振幅位相制御部33及び34により補償を行うものであるが、その校正のために使用する機器は、検波器8及び電圧計9であり、これら機器は、ベクトルネットワークアナライザ等と比較して、格段に安価なものである。図14及び図15に、それぞれ、振幅位相制御部33、34の位相係数を変化させたときと、利得係数を変化させたときの検波器出力を示す。
In the present invention, the amplitude
続いて、校正2、すなわち、アンテナ全体の校正について説明する。偏波共用アンテナの各偏波間に特性差が、つまり、利得差及び位相差が生じていたとしても、この値が既知であれば、振幅位相制御部31及び32に、この利得差及び位相差を補償する利得係数及び位相係数を設定することで校正は完了する。しかしながら、偏波共用アンテナの特性が未知である場合は、本発明による校正方法の校正2により、以下の手順で校正を行う。図7は、校正2のためのブロック図である。
Subsequently,
図7によると、偏波面制御アンテナを校正するため、偏波共用アンテナ72と、偏波共用アンテナ72が出力する直交する各偏波の信号を受信する2つの検波器8及び電圧計9を備えている校正装置を使用する。なお、図7の左側に示す偏波面制御アンテナは、図1に示すものと同一であるが、例示であり、図2に示す偏波面制御アンテナの校正にも使用する。以下に、校正の手順を説明する。
According to FIG. 7, in order to calibrate the polarization plane control antenna, the dual polarization antenna 72 and the two
まず、事前準備として、偏波面制御アンテナと校正装置を対向、つまり、指向方向を合わせて配置する。このとき、偏波面制御アンテナの偏波共用アンテナ71と、校正装置の偏波共用アンテナ72の偏波面を合わせる必要はない。
First, as a preliminary preparation, the polarization plane control antenna and the calibration device are opposed to each other, that is, arranged in the same direction. At this time, it is not necessary to match the polarization planes of the dual-
(手順21)続いて、偏波面制御アンテナの一方の入力端子から信号を入力し、分配部2の偏波角θを0〜π/2で変化させ、校正装置の電圧計9の出力が、一方で最大、他方で最小となる偏波角の値を探索し、その値を、分配部2への設定値とする。
(Procedure 21) Subsequently, a signal is input from one input terminal of the polarization plane control antenna, the polarization angle θ of the
(手順22)続いて、手順21で出力が最小であった電圧計9を監視しながら、振幅位相制御部31又は32の位相係数を0から2πの間で変化させ、監視している電圧計9の出力が最小となる位相係数を探索し、最小となるときの位相係数を振幅位相制御部31及び32に設定すると共に、この値を位相校正係数として記憶する。これにより位相の設定が完了する。
(Procedure 22) Subsequently, while monitoring the
(手順23)続いて、手順21と同じ入力端子から信号を入力しつつ、再度、分配部2の偏波角の設定を0〜π/2で変化させ、手順21及び22で監視していた電圧計9の出力が最小となる偏波角の値θ1を探索する。
(Procedure 23) Subsequently, while inputting a signal from the same input terminal as in
(手順24)続いて、手順21と同じ入力端子から信号を入力しつつ、分配部2の偏波角の設定をπ/2〜πで変化させ、手順21から23で出力が最小となった電圧計9とは異なる電圧計9の出力が最小となる偏波角からπ/2を減じた値θ2を探索する。
(Procedure 24) Subsequently, while inputting a signal from the same input terminal as in
(手順25)続いて、偏波角の値θ1と偏波角の値θ2の平均値θ3を算出し、分配部2の偏波角をθ3に設定し、手順21における入力端子から信号を入力しつつ、振幅位相制御部31の利得係数を1として、振幅位相制御部32の利得係数を0〜1で変化させ、さらに、振幅位相制御部32の利得係数を1として、振幅位相制御部31の利得係数を0〜1で変化させ、手順21において監視していた電圧計9の出力が最小となる振幅位相制御部31及び32の利得係数を探索して、この値を、振幅位相制御部31及び32に設定する。
(Procedure 25) Subsequently, an average value θ 3 of the polarization angle value θ 1 and the polarization angle value θ 2 is calculated, the polarization angle of the
(手順26)手順23から手順25を繰り返し、θ1及びθ2の差が閾値未満となった時点におけるそれぞれの利得係数を、振幅位相制御部31及び32に設定すると共に、振幅校正係数として記憶する。
(Procedure 26) The
なお、手順23から手順25は、偏波角のずれと、経路間の利得の相対値を変数として2つの方程式を求め、これにより利得係数を求めるものであるが、θ1及びθ2の値が0度又は90度となった場合には、方程式を解くことができないため、1回目の手順25で、θ1及びθ2の値が0度又は90度となった場合には、校正装置のアンテナの偏波面をずらし、あらためて校正2を開始する。
In
図8は、上記手順21及び22における位相の校正を説明する図である。分配手段2の偏波角を変化させることで送信される無線信号の偏波面が変化するため(図8(a))、まず手順21で、偏波面制御アンテナが送信する無線信号の偏波面を、校正装置のいずれかの偏波面に一致する様に偏波角の値を調整する。このとき、偏波面制御アンテナの2つの経路に位相差がなければ、校正装置の2つの経路のうち、偏波面制御アンテナの送信信号の偏波面とは直交する側の経路に接続されている電圧計9の出力は0である。しかしながら、偏波面制御アンテナの2つの経路に位相差が存在する場合、偏波面制御アンテナが送信する無線信号は、楕円偏波となり、その偏波方向が回転するため、偏波面と一致していない側の経路に接続されている電圧計9の出力は0とはならない(図8(b)の符号55の信号)。したがって、手順22において、偏波面と一致していない側の経路に接続されている電圧計9を監視しながら、振幅位相制御部31又は32の位相係数を調整して位相の校正を行う。
FIG. 8 is a diagram for explaining the phase calibration in the
図9は、手順23から26における振幅の校正を説明する図である。図9(a)に示す様に、振幅特性が理想的である場合、偏波面制御アンテナが送信する2つの直交する偏波の信号56及び57を合成した信号は、信号58となり、校正装置の偏波面の一方と一致する。しかしながら、振幅特性が同一でなく、図9(b)に示すように例えば信号57側の振幅の利得が大きい場合、偏波面制御アンテナが送信する2つの直交する偏波の信号56及び57を合成した信号58は、校正装置の偏波面の一方と一致せず、他方の経路にも信号が観測されることになる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the amplitude calibration in the
手順23における偏波角の値θ1は、図9(b)の校正装置の一方の偏波面と信号58の角度を求めることに相当し、この角度は、信号56又は信号57の経路のどちらの利得が大きいかにより方向が異なる。また、手順24で求めるθ2ともその方向が異なる。よって、これら角度の平均値に応じて利得係数を変更し、この値が一致した場合に、校正が終了することになる。
The polarization angle value θ 1 in the
以上、偏波面制御アンテナの校正方法について説明を行ったが、出力90度ハイブリッド42、偏波共用アンテナ71等はアナログ機器であり、僅かながら特性誤差を持つ。そのため、校正1及び校正2において、校正用信号を入力する分配部2の入力端子と、校正用信号を監視する偏波共用アンテナ71の入力端子又は偏波共用アンテナ72の出力端子の組合せを代えて、各校正係数を測定し、振幅位相制御部31〜34には、各測定で得られた各校正係数を平均化した値を設定することで、これら機器の特性誤差の影響を小さくすることができる。
The polarization plane control antenna calibration method has been described above. However, the output 90-
図10は、本発明の偏波面制御アンテナのブロック図であり、既に、説明したものと同一である要素には同じ参照符号を使用して説明は省略する。なお、図10の送信信号制御部100の構成は、図1に示す送信信号制御部100と同じである。図10において、校正用信号抽出部103は、偏波共用アンテナ71の2つの入力端子のいずれか、図10では入力端子13に接続されており、校正用信号抽出部103は、接続している入力端子を通過する信号から校正用信号を抽出して検波器8に出力する。
FIG. 10 is a block diagram of the polarization plane control antenna of the present invention. Elements that are the same as those already described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. 10 is the same as that of the transmission
制御部101は、偏波面制御アンテナの外部から校正用信号が入力され、例えば、校正開始のコマンドを外部から受信したとき、送信信号制御部100の分配部2、振幅位相制御部31〜34の初期設定を行い、その後、電圧計9の出力に基づき校正処理を行う。図12は、図10の偏波面制御アンテナにおける校正処理のフロー図である。
The
(S101)制御部101は、分配部2に設定している偏波角を保存した上で、校正用信号を、校正用信号抽出部103が接続されていない、偏波共用アンテナ71の入力端子、つまり、図10においては入力端子14に流すように分配部2の偏波角の設定を変更する。つまり、校正用信号抽出部103が接続されている偏波共用アンテナ71の入力端子と、校正用信号が入力されている入力端子の関係に応じて、偏波角θを0又はπ/2に設定する。また、振幅位相制御部31及び32に設定していた利得係数及び位相係数を保存した上で、振幅位相制御部31〜34の利得係数を1、位相係数を0に設定する。
(S101) The
(S102)制御部101は、振幅位相制御部33又は34の位相係数を0〜2πで変化させ、電圧計9の出力を最小とする位相係数を、振幅位相制御部33及び34に設定する。
(S102) The
(S103)制御部101は、振幅位相制御部34の利得係数を1としたまま、振幅位相制御部33の利得係数を0から1で変化させて電圧計9の出力を監視し、振幅位相制御部33の利得係数を1としたまま、振幅位相制御部34の利得係数を0から1で変化させて電圧計9の出力を監視し、電圧計の出力を最小とする利得係数を、振幅位相制御部33及び34に設定する。その後、分配部2の偏波角と、振幅位相制御部31及び32の利得係数及び位相係数を、保存していた値に戻す。
(S103) The
以上の構成により、上述した本発明による校正後、運用中において、温度変化等により校正状態が崩れたとしても、各経路の振幅及び位相誤差を補償することができる。なお、図1及び10の偏波面制御アンテナの場合、校正2で実施した特性差については、一度特性が判明すれば校正の必要はない。
With the above configuration, the amplitude and phase error of each path can be compensated even if the calibration state is lost due to a temperature change or the like during operation after the calibration according to the present invention described above. In the case of the polarization plane control antenna shown in FIGS. 1 and 10, the characteristic difference performed in
また図2の偏波面制御アンテナの場合、図11に示す構成を用いることで、運用中に、校正状態が崩れたとしても各経路の振幅及び位相誤差を補償することができる。図11に示す本発明の他の実施形態による偏波面制御アンテナは、図2に示す偏波面制御アンテナに、制御部101と、振幅位相制御部33及び34と、入力90度ハイブリッド41と、出力90度ハイブリッド42と、校正用信号抽出部103と、検波器8と、電圧計9と、終端器104とを追加したものである。
In the case of the polarization plane control antenna of FIG. 2, the configuration shown in FIG. 11 can be used to compensate the amplitude and phase error of each path even if the calibration state is lost during operation. The polarization plane control antenna according to another embodiment of the present invention shown in FIG. 11 is the same as the polarization plane control antenna shown in FIG. 2 except that the
図11に示す構成は、図1の偏波面制御アンテナの入力90度ハイブリッド41から出力90度ハイブリッド42までの構成を、校正用に設けたものである。制御部101は、偏波面制御アンテナの外部から校正用信号が入力され、例えば、校正開始のコマンドを外部から受信したとき、外部から入力された校正用信号を入力90度ハイブリッド41の一方の入力端子に導くように信号系統の切替えを行う。なお、校正用信号抽出部103を接続する出力90度ハイブリッド42の出力端子は、入力90度ハイブリッド41に入力する校正用信号が出力されない側としておく。さらに、制御部101は、振幅位相制御部33及び34の初期設定を行い、その後、電圧計9の出力に基づき校正処理を行う。図13は、図11の偏波面制御アンテナにおける校正処理のフロー図である。
In the configuration shown in FIG. 11, the configuration from the input 90-
(S201)制御部101は、振幅位相制御部33及び34の利得係数を1、位相係数を0に設定する。
(S201) The
(S202)制御部101は、振幅位相制御部33又は34の位相係数を0〜2πで変化させ、電圧計9の出力を最小とする位相係数を、振幅位相制御部33及び34に設定し、設定した値を位相校正係数として記憶する。
(S202) The
(S203)制御部101は、振幅位相制御部34の利得係数を1としたまま、振幅位相制御部33の利得係数を0から1で変化させて電圧計9の出力を監視し、振幅位相制御部33の利得係数を1としたまま、振幅位相制御部34の利得係数を0から1で変化させて電圧計9の出力を監視し、電圧計9の出力を最小とする利得係数を、振幅位相制御部33及び34に設定し、設定した値を利得校正係数として記憶する。
(S203) The
(S204)制御部101は、振幅位相制御部33の利得校正係数及び位相校正係数に基づき振幅位相制御部31の設定を変更し、振幅位相制御部34の利得校正係数及び位相校正係数に基づき振幅位相制御部32の設定を変更する。より詳しくは、振幅位相制御部33に設定した利得係数及び位相係数を、振幅位相制御部31の現在の利得係数及び位相係数に重畳した新たな利得係数及び位相係数を求めて、この新たな利得係数及び位相係数を振幅位相制御部31に設定し、振幅位相制御部34に設定した利得係数及び位相係数を、振幅位相制御部32の現在の利得係数及び位相係数に重畳した新たな利得係数及び位相係数を求めて、この新たな利得係数及び位相係数を振幅位相制御部32に設定する。
(S204) The
なお、図1及び図10に示す偏波面制御アンテナにおいて、振幅位相制御部31及び32を、出力ハイブリッド42と偏波共用アンテナ71の間に設けても良い。
In the polarization plane control antenna shown in FIGS. 1 and 10, the amplitude
以上、本発明による校正方法は、検波器及び電圧計という安価な機器のみにより校正を可能とする。これらの機器は、非常に小型であり、本発明による偏波面制御アンテナは、これら機器を組み込んでおり、運用中であっても必要に応じて校正を行うことが可能である。さらに、実際に使用する衛星搭載アンテナに本校正を適用することで、衛星搭載アンテナの偏波各誤差を検出することができる。 As described above, the calibration method according to the present invention enables calibration only with inexpensive devices such as a detector and a voltmeter. These devices are very small, and the polarization plane control antenna according to the present invention incorporates these devices and can be calibrated as necessary even during operation. Furthermore, by applying this calibration to a satellite-mounted antenna that is actually used, each polarization error of the satellite-mounted antenna can be detected.
11、12、13、14 入力端子
2 分配部
21、22 可変電力分配部
23、24 信号合成部
31、32、33、34 振幅位相制御部
41 入力90度ハイブリッド
42 出力90度ハイブリッド
5 周波数変換部
51、52、53、56、57、58 信号
61、62 増幅部
71、72 偏波共用アンテナ
8 検波器
9 電圧計
100 送信信号制御部
101 制御部
103 校正用信号抽出部
104 終端器
11, 12, 13, 14
Claims (7)
第1の入力端子に入力する校正用信号を、偏波共用アンテナの一方の入力端子にのみ入力させる偏波角の値を分配部に設定し、第1の振幅位相制御部及び第2の振幅位相制御部における位相変化量及び利得を同一に設定する第1のステップと、
校正用信号を第1の入力端子に入力し、第1又は第2の振幅位相制御部が与える位相変化量を変更し、偏波共用アンテナの他方の入力端子に入力される校正用信号が最小になるときの第1及び第2の振幅位相制御部の位相変化量を、第1及び第2の振幅位相制御部に設定する第2のステップと、
校正用信号を第1の入力端子に入力し、第1の振幅位相制御部の利得を1とした状態で、第2の振幅位相制御部の利得を0から1で変化させ、第2の振幅位相制御部の利得を1とした状態で、第1の振幅位相制御部の利得を0から1で変化させ、偏波共用アンテナの他方の入力端子に入力される校正用信号が最小になるときの第1及び第2の振幅位相制御部の利得を、第1及び第2の振幅位相制御部に設定する第3のステップと、
を含む校正方法。 A distribution unit that distributes a signal input from the first input terminal to two paths based on the set polarization angle; and a first 90-degree hybrid that converts a signal of each path distributed by the distribution unit; The second 90-degree hybrid that reconverts the signal of each path converted by the first 90-degree hybrid and the signal of each path output by the second 90-degree hybrid are transmitted with orthogonal polarizations, respectively. And a first and second amplitude / phase control unit that are provided between the first 90-degree hybrid and the second 90-degree hybrid and change the amplitude and phase of the signal of each path. A polarization plane control antenna calibration method,
A polarization angle value for inputting a calibration signal input to the first input terminal only to one input terminal of the dual-polarized antenna is set in the distribution unit, and the first amplitude phase control unit and the second amplitude are set. A first step of setting the phase change amount and the gain in the phase control unit to be the same;
The calibration signal is input to the first input terminal, the amount of phase change given by the first or second amplitude phase control unit is changed, and the calibration signal input to the other input terminal of the polarization sharing antenna is minimized. A second step of setting the phase change amounts of the first and second amplitude phase control units at the time of becoming the first and second amplitude phase control units;
The calibration signal is input to the first input terminal, the gain of the first amplitude phase control unit is set to 1, the gain of the second amplitude phase control unit is changed from 0 to 1, and the second amplitude When the gain of the first amplitude phase control unit is changed from 0 to 1 while the gain of the phase control unit is 1, and the calibration signal input to the other input terminal of the dual-polarized antenna is minimized A third step of setting the gains of the first and second amplitude phase control units in the first and second amplitude phase control units;
Calibration method including:
前記第1のステップから第3のステップの実行後、校正用信号の入力先を第2の入力端子として、前記第1のステップから第3のステップを再度実行し、
各実行において得られた第1及び第2の振幅位相制御部の利得及び位相変化量の平均値を、第1及び第2の振幅位相制御部に設定する、
請求項1に記載の方法。 The distribution unit has a second input terminal for a signal to be transmitted with a polarization orthogonal to the signal input to the first input terminal, and the signal input to the second input terminal is set. Distributed to the two paths based on the polarization angle
After the execution of the first step to the third step, the calibration signal is input to the second input terminal, and the first step to the third step are executed again.
The average value of the gain and phase change amount of the first and second amplitude phase control units obtained in each execution is set in the first and second amplitude phase control units.
The method of claim 1.
分配部は、第1の入力端子に入力される信号とは直交する偏波で送信する信号のための第2の入力端子を有し、第2の入力端子に入力される信号を、設定された偏波角に基づき前記2つの経路に分配し、
互いに直交する2つの偏波の無線信号を受信してそれぞれ出力するための第1及び第2の出力端子を備えた校正用偏波共用アンテナを、偏波面制御アンテナに対向させ、
校正用信号を第1の入力端子に入力し、第1の出力端子から出力される校正用信号が最大となる様に偏波角を設定する第4のステップと、
校正用信号を第1の入力端子に入力し、第3又は第4の振幅位相制御部が与える位相変化量を変更し、第2の出力端子から出力される校正用信号が最小になるときの第3及び第4の振幅位相制御部の位相変化量を、第3及び第4の振幅位相制御部に設定する第5のステップと、
校正用信号を第1の入力端子に入力し、0からπ/2の範囲において第2の出力端子から出力される校正用信号を最小とする偏波角を、第1の偏波角として求める第1のサブステップと、校正用信号を第1の入力端子に入力し、π/2からπの範囲において第1の出力端子から出力される校正用信号を最小とする偏波角からπ/2だけ減じた値を、第2の偏波角として求める第2のサブステップと、第1の偏波角と第2の偏波角の平均値に基づき第3及び第4の振幅位相制御部の利得を設定する第3のサブステップを、第1の偏波角と第2の偏波角の差が所定の閾値内となるまで繰り返す第6のステップと、
を含む請求項1に記載の方法。 The polarization plane control antenna includes a third and a second that change the amplitude and phase of the signal of each path between the distributor and the first 90-degree hybrid, or between the second 90-degree hybrid and the polarization sharing antenna. 4 amplitude phase control units,
The distribution unit has a second input terminal for a signal to be transmitted with a polarization orthogonal to the signal input to the first input terminal, and the signal input to the second input terminal is set. Distributed to the two paths based on the polarization angle
A calibration polarization shared antenna having first and second output terminals for receiving and outputting radio signals of two polarized waves orthogonal to each other is opposed to the polarization plane control antenna,
A fourth step of inputting the calibration signal to the first input terminal and setting the polarization angle so that the calibration signal output from the first output terminal is maximized;
When the calibration signal is input to the first input terminal, the phase change amount given by the third or fourth amplitude phase control unit is changed, and the calibration signal output from the second output terminal is minimized A fifth step of setting the phase change amounts of the third and fourth amplitude phase control units in the third and fourth amplitude phase control units;
A calibration signal is input to the first input terminal, and the polarization angle that minimizes the calibration signal output from the second output terminal in the range of 0 to π / 2 is obtained as the first polarization angle. From the first substep, the calibration signal is input to the first input terminal, and the polarization angle that minimizes the calibration signal output from the first output terminal in the range of π / 2 to π is π / A second substep for obtaining a value obtained by subtracting 2 as the second polarization angle, and third and fourth amplitude phase control units based on the average value of the first polarization angle and the second polarization angle. A sixth step of repeating the third sub-step of setting the gain of the first until the difference between the first polarization angle and the second polarization angle is within a predetermined threshold;
The method of claim 1 comprising:
分配手段により分配された各経路の信号を変換する第1の90度ハイブリッド手段と、
第1の90度ハイブリッド手段により変換された各経路の信号を再変換する第2の90度ハイブリッド手段と、
第2の90度ハイブリッド手段が出力する各経路の信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、
第1の90度ハイブリッド手段と第2の90度ハイブリッド手段の間に設けられ、各経路の信号の振幅及び位相を変化させる第1及び第2の振幅位相制御手段と、
偏波共用アンテナのいずれかの入力端子に接続し、該入力端子に入力される校正用信号を抽出する校正用信号抽出手段と、
校正用抽出手段が抽出した校正用信号を検波して検波信号を出力する検波手段と、
検波手段が出力した検波信号の電圧を測定する電圧測定手段と、
電圧測定手段が測定した電圧を監視し、分配手段に設定する偏波角と、第1及び第2の振幅位相制御手段の利得及び位相変化量を設定する制御手段と、
を備えている偏波面制御アンテナ。 Distribution means for distributing a signal input from the first input terminal to two paths based on the set polarization angle;
First 90 degree hybrid means for converting the signal of each path distributed by the distribution means;
Second 90 degree hybrid means for reconverting the signal of each path converted by the first 90 degree hybrid means;
A dual-polarized antenna that transmits signals of each path output by the second 90-degree hybrid means with orthogonal polarizations;
First and second amplitude phase control means provided between the first 90-degree hybrid means and the second 90-degree hybrid means to change the amplitude and phase of the signal of each path;
A calibration signal extracting means for connecting to any input terminal of the polarization sharing antenna and extracting a calibration signal input to the input terminal;
Detection means for detecting the calibration signal extracted by the calibration extraction means and outputting a detection signal;
Voltage measurement means for measuring the voltage of the detection signal output by the detection means;
Control means for monitoring the voltage measured by the voltage measurement means and setting the polarization angle set in the distribution means, and the gain and phase change amount of the first and second amplitude phase control means;
Polarized plane control antenna.
請求項4に記載の偏波面制御アンテナ。 When the calibration signal is input to the first input terminal, the control means sets the polarization angle for inputting the calibration signal only to the input terminal to which the calibration signal extracting means of the polarization sharing antenna is not connected. The phase change amount is set in the distribution unit, the phase change amount of the first and second amplitude phase control means is changed, and the phase change amount when the voltage measured by the voltage measurement means is minimized is the first and second amplitude phase control. Then, the gain of the first and second amplitude phase control means is changed, and the gain when the voltage measured by the voltage measurement means is minimized is given to the first and second amplitude phase control means. Set,
The polarization plane control antenna according to claim 4.
分配手段により分配された各経路の信号の振幅及び位相を変化させる第3及び第4の振幅位相制御手段と、
第3及び第4の振幅位相制御手段が出力する各経路の信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、
校正用信号が入力される第1の90度ハイブリッド手段と、
第1の90度ハイブリッド手段の一方の出力端子からの信号の振幅及び位相を変化させて、第3の振幅位相制御手段の出力と同一経路に信号を出力する第1の振幅位相制御手段と、
第1の90度ハイブリッド手段の他方の出力端子からの信号の振幅及び位相を変化させて、第4の振幅位相制御手段の出力と同一経路に信号を出力する第2の振幅位相制御手段と、
偏波共用アンテナの各入力端子にその入力端子が接続されている第2の90度ハイブリッド手段と、
第2の90度ハイブリッド手段の2つの出力端子のうち、第1の90度ハイブリッド手段に入力された校正用信号が出力されない側の出力端子と接続し、該出力端子の出力信号から校正用信号を抽出する校正用信号抽出手段と、
校正用抽出手段が抽出した校正用信号を検波して検波信号を出力する検波手段と、
検波手段が出力した検波信号の電圧を測定する電圧測定手段と、
電圧測定手段が測定した電圧を監視し、第1、第2、第3及び第4の振幅位相制御手段の利得及び位相変化量を設定する制御手段と、
を備えている偏波面制御アンテナ。 Distribution means for distributing a signal input from the first input terminal to two paths based on the set polarization angle;
Third and fourth amplitude phase control means for changing the amplitude and phase of the signal of each path distributed by the distribution means;
A dual-polarized antenna that transmits the signals of the respective paths output by the third and fourth amplitude and phase control means with orthogonal polarizations;
First 90 degree hybrid means to which a calibration signal is input;
A first amplitude phase control means for changing the amplitude and phase of the signal from one output terminal of the first 90-degree hybrid means and outputting a signal in the same path as the output of the third amplitude phase control means;
A second amplitude and phase control means for changing the amplitude and phase of the signal from the other output terminal of the first 90-degree hybrid means and outputting a signal to the same path as the output of the fourth amplitude and phase control means;
A second 90-degree hybrid means having its input terminal connected to each input terminal of the dual-polarization antenna;
Of the two output terminals of the second 90-degree hybrid means, the calibration signal input to the first 90-degree hybrid means is connected to the output terminal on which the calibration signal is not output, and the calibration signal is derived from the output signal of the output terminal. Calibration signal extraction means for extracting
Detection means for detecting the calibration signal extracted by the calibration extraction means and outputting a detection signal;
Voltage measurement means for measuring the voltage of the detection signal output by the detection means;
Control means for monitoring the voltage measured by the voltage measuring means and setting the gain and phase change amount of the first, second, third and fourth amplitude phase control means;
Polarized plane control antenna.
請求項6に記載の偏波面制御アンテナ。 When the calibration signal is input to the first 90-degree hybrid means, the control means changes the amount of phase change of the first and second amplitude phase control means, and the voltage measured by the voltage measuring means is minimized. Phase change amount is set in the first and second amplitude phase control means, and the set phase change amounts are stored as first and second phase calibration values, respectively. The gain when the voltage measured by the voltage measuring means is minimized is stored as the first and second amplitude calibration values, and the gain of the third amplitude phase controlling means is stored. The gain and phase change amount are changed based on the first amplitude calibration value and the first phase calibration value, respectively, and the gain and phase change amount of the fourth amplitude phase control means are changed to the second amplitude calibration value and the second amplitude calibration value. Change based on the phase calibration value of
The polarization plane control antenna according to claim 6.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011119813A (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Radio transmitter and radio communication method |
GB2482912A (en) * | 2010-08-20 | 2012-02-22 | Socowave Technologies Ltd | Polarisation control device, integrated circuit and method for compensating phase mismatch |
EP2976840A4 (en) * | 2013-03-20 | 2016-12-28 | ERICSSON TELEFON AB L M (publ) | Method and arrangement for phase calibration of transmit and/or receive paths of an antenna array |
JP2023009481A (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-20 | アンリツ株式会社 | System for measuring antenna directional characteristic of radio terminal, and measurement method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63238726A (en) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Microwave transmitter/receiver |
JPH1082810A (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | Polarized wave measuring device |
JP2000091842A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Antenna system |
WO2001022574A1 (en) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Ntt Docomo, Inc. | Feedforward multi-terminal power-synthesizing power amplifier |
JP2004254179A (en) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna equipment |
JP2006311377A (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Tokai Rika Co Ltd | Circularly polarized wave antenna device |
-
2008
- 2008-02-18 JP JP2008035715A patent/JP4504436B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63238726A (en) * | 1987-03-26 | 1988-10-04 | Matsushita Electric Works Ltd | Microwave transmitter/receiver |
JPH1082810A (en) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | Polarized wave measuring device |
JP2000091842A (en) * | 1998-09-09 | 2000-03-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Antenna system |
WO2001022574A1 (en) * | 1999-09-17 | 2001-03-29 | Ntt Docomo, Inc. | Feedforward multi-terminal power-synthesizing power amplifier |
JP2004254179A (en) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna equipment |
JP2006311377A (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Tokai Rika Co Ltd | Circularly polarized wave antenna device |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011119813A (en) * | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Radio transmitter and radio communication method |
GB2482912A (en) * | 2010-08-20 | 2012-02-22 | Socowave Technologies Ltd | Polarisation control device, integrated circuit and method for compensating phase mismatch |
EP2976840A4 (en) * | 2013-03-20 | 2016-12-28 | ERICSSON TELEFON AB L M (publ) | Method and arrangement for phase calibration of transmit and/or receive paths of an antenna array |
US9929782B2 (en) | 2013-03-20 | 2018-03-27 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Method and arrangement for phase calibration of transmit and/or receive paths of an antenna array |
JP2023009481A (en) * | 2021-07-07 | 2023-01-20 | アンリツ株式会社 | System for measuring antenna directional characteristic of radio terminal, and measurement method |
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