JP2011041126A - 受信方向検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】 レベル検出信号のＳ／ＮまたはＣ／Ｎの低下を防止して正確な方向調整が行うことができる。
【解決手段】 アンテナ方向調整用測定器１はほぼ同方向から到来する２波の高周波信号を受信する衛星受信アンテナ６を、前記高周波信号の到来方向に向けるために使用する。 アンテナ６にコンバータ８が出力する、２波の高周波信号にそれぞれ対応する２波の中間周波信号から、１つを周波数選択性アンプ１４が抽出増幅する。アンプ１４の出力信号がレベル検出器１６に入力され、そのレベルを表すレベル検出信号を生成する。レベル検出信号と、基準信号発生調整回路２２からの基準信号とを比較器１８が比較する。比較器１８での比較結果をＬＥＤ２２が表す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アンテナを、このアンテナで受信しようとする高周波信号の到来方向に向けるために使用するアンテナ方向調整用測定器に関する。

従来、上記のアンテナ方向調整用測定器としては、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。特許文献１の技術は、放送衛星または通信衛星のような静止衛星から送信されている高周波信号の到来方向にアンテナを向けるために、使用されるものである。この技術では、衛星受信用アンテナで放送衛星又は通信衛星からの衛星信号が受信される。この衛星信号は、衛星受信用アンテナに付属するコンバータにおいて中間周波信号に周波数変換される。この中間周波信号がレベル検出器に供給され、レベル検出器は、中間周波信号のレベルを表すレベル検出信号を生成する。このレベル検出信号は、比較器によって基準信号と比較され、レベル検出信号が基準信号よりも小さいときＬＥＤが発光し、レベル検出信号が基準信号以上のときＬＥＤが消灯する。従って、ＬＥＤが消灯するようにアンテナの方向を調整すれば、アンテナを放送衛星又は通信衛星の方向に向けることができる。

特開平８−２３２８６号公報

放送衛星や通信衛星には、ほぼ同一経度に位置するものがある。例えばほぼ東経１１０度には、ＢＳＡＴ−２Ｂの放送衛星とＮ−ＳＡＴ−１１０の通信衛星とが打ち上げられている。特許文献１の技術によれば、コンバータからの中間周波信号がそのままレベル検出器に供給されているので、放送衛星からの衛星放送信号に基づく中間周波信号と、通信衛星からの衛星通信信号に基づく中間周波信号とが、レベル検出器に供給され、レベル検出器は、両中間周波信号のレベルを表すレベル検出信号を生成し、これが基準信号と比較される。

しかし、これでは、比較的広帯域の信号のレベルをレベル検出器が検出するので、ノイズも多く含まれ、レベル検出信号のＳ／ＮまたはＣ／Ｎが低下する。このようなＳ／ＮまたはＣ／Ｎが低下したレベル検出信号を使用すると、正確な方向の調整を行うことができない。

本発明は、レベル検出信号のＳ／ＮまたはＣ／Ｎの低下を防止して正確な方向調整が行うことができるアンテナ方向調整用測定器を提供することを目的とする。

本発明の一態様のアンテナ方向調整用測定器は、ほぼ同方向から到来する複数の高周波信号を受信するアンテナを、前記高周波信号の到来方向に向けるために使用するものである。このアンテナ方向調整用測定器では、前記アンテナに関連する受信手段が出力する、前記複数の高周波信号にそれぞれ対応する複数の中間周波信号から、前記複数の高周波信号のうち１つに対応するものを、抽出手段が抽出する。アンテナが後述するような静止衛星からの高周波信号を受信するものである場合、受信手段としては、例えばアンテナに付属する周波数変換手段が受信手段として使用される。抽出手段としては、前記複数の高周波信号のうち１つのものの周波数帯域を通過させることができるフィルタ手段を使用することができ、このフィルタ手段の前段、後段または前後段に増幅手段を設けることもできる。抽出手段の出力信号がレベル検出手段に入力され、抽出手段の出力信号のレベルを表すレベル検出信号をレベル検出手段が生成する。レベル検出手段からのレベル検出信号と、基準信号発生手段からの基準信号とが、比較手段によって比較される。この比較手段での比較結果を表示手段が表す。

このように構成されたアンテナ方向調整用測定器では、レベル検出手段に供給される中間周波信号が、抽出手段によって複数の中間周波信号のうち特定の１つに制限されている。従って、レベル検出手段に供給される信号の周波数帯域が制限されているので、全ての中間周波信号が供給される場合よりもＳ／ＮまたはＣ／Ｎが向上する。従って、比較手段による比較結果がＳ／ＮまたはＣ／Ｎが向上した状態で行われるので、正確にアンテナの方向調整を行うことができる。

前記抽出手段は、前記各中間周波信号のうち、前記各高周波信号のうち送信電力が最も大きいものに対応するものを抽出するようにすることができる。このように構成することによって、抽出手段によって抽出される中間周波信号はレベルが大きいものとなるので、レベルの小さい中間周波信号を抽出する場合よりもＳ／ＮまたはＣ／Ｎが向上し、正確にアンテナの方向調整を行うことができる。

前記基準信号発生手段は、前記基準信号のレベルを調整可能に構成されているものとすることができる。同じ複数基の静止衛星からの衛星信号を異なる緯度の位置で受信する場合、その検出レベルは異なる。従って、基準信号のレベルを調整可能とすることによって異なる緯度に受信アンテナを設置している場合でも、その設置場所の緯度に応じた基準信号を設定することができ、アンテナの方向を正確に複数基の静止衛星の方向に向けることができる。

更に、前記複数の高周波信号は、ほぼ同一経度に位置する複数基、例えば２基の静止衛星、具体的には放送衛星と通信衛星からそれぞれ送信されているものとすることができる。このように構成すると、ほぼ同一経度に位置する複数基の静止衛星の方向に正確にアンテナの方向を向けることができる。

以上のように、本発明によれば、複数の高周波信号を送信しているほぼ同方向にある送信源の方向に、アンテナの方向を正確に調整することができる。

本発明の１実施形態のアンテナ方向調整用測定器のブロック図である。 図１の測定器の回路図である。 図１の測定器で測定する高周波信号を送信している２基の静止衛星を示す図である。 図１の測定器に入力される中間周波信号とレベル検波される中間周波信号とを示す図である。 図１の測定器におけるレベル検波信号と２基の衛星信号に基づくレベル検波信号とを示す図である。

本発明の１実施形態のアンテナ方向調整用測定器１は、ほぼ同方向、例えば図３に示すように、ほぼ同一経度、具体的には東経１１０度の位置に打ち上げられている複数、例えば２基の高周波送信源、具体的には静止衛星、より具体的には放送衛星２と通信衛星４とから送信される高周波信号、例えば衛星信号、具体的には衛星放送信号と衛星通信信号とを受信する衛星受信アンテナ６を、放送衛星２と通信衛星４とに向けるように衛星受信アンテナ６の方向を調整する際に、使用する。

衛星受信アンテナ６には、受信手段、例えば周波数変換手段、具体的にはコンバータ８が付属しており、衛星受信アンテナが受信した衛星放送信号及び衛星通信信号とは、コンバータ８において衛星放送中間周波信号（ＢＳ−ＩＦ）と衛星通信中間周波信号（ＣＳ−ＩＦ）とに周波数変換されてコンバータ８から出力される。図４（ａ）に示すように、衛星放送中間周波信号は、１０４９．４８ＭＨｚ乃至１４７１．４４ＭＨｚ（拡張されていない場合には１０４９．４８ＭＨｚ乃至１３１８ＭＨｚ）の周波数帯のものである。また、衛星通信中間周波信号は、１６１３ＭＨｚ乃至２０５３ＭＨｚの周波数帯のものである。

コンバータ８からの衛星放送中間周波信号と衛星通信中間周波信号とは、図１に示すように、チューナ１０に供給される。また、これら衛星放送中間周波信号と衛星通信中間周波信号とは、アンテナ方向調整用測定器１にも供給される。このアンテナ方向調整用測定器１は、衛星受信アンテナ６またはコンバータ８に付属させることもできるし、これらとは独立したものとすることもできる。

アンテナ方向調整用測定器１内では、コンバータ８から衛星放送中間周波信号と衛星通信中間周波信号とは、直流阻止コンデンサ１２を介して周波数選択性アンプ１４に供給される。周波数選択性アンプ１４は、図４（ｂ）に示すように、衛星放送中間周波信号のみを抽出して、これを増幅する。即ち、周波数選択性アンプ１４は、抽出手段としてのフィルタと増幅手段とを備えるものである。

この周波数選択性アンプ１４の出力信号は、レベル検出手段、例えばレベル検出器１６に供給され、そのレベルを表すレベル検出信号をレベル検出器１６が生成する。

レベル検出器１６からのレベル検出信号は、比較手段、例えば比較器１８に供給される。比較器１８には、基準信号発生手段、例えば基準信号発生調整回路２０からの基準信号も供給されており、比較器１８は、レベル検出信号と基準信号とを比較し、レベル検出信号が基準信号以上のときに、出力信号を発生する。なお、基準信号発生調整回路２０が発生する基準信号は、その値が図示していない調整手段の操作によって調整可能なものである。

比較器１８での比較結果が表示手段、例えばＬＥＤ２２に表示される。具体的には、レベル検出信号が基準信号よりも小さいと比較器１８が判断して、出力信号を発生していない状態では、ＬＥＤ２２が点灯し、レベル検出信号が基準信号以上であると比較器１８が判断して、出力信号を発生している状態では、ＬＥＤ２２が消灯する。

なお、アンテナ方向調整用測定器１の動作電力は、チューナ１０から供給され、電源部２１に高周波阻止コイル２３を介して供給されている。なお、電源部２１は、周波数選択性アンプ１４、レベル検出器１６、比較器１８、基準信号発生調整回路２０及びＬＥＤ２２に動作電力を供給している。

図２は、アンテナ方向調整測定器１の具体的な回路を示したもので、アンテナ方向調整用測定器１は、コンバータ８に接続される入力端子２４を有している。また、チューナ１０に接続される出力端子２６も、アンテナ方向調整用測定器１は有している。入力端子２４と出力端子２６とは伝送ライン２８によって接続されている。従って、コンバータ８からの衛星放送中間周波信号と衛星通信中間周波信号とは、入力端子２４、伝送ライン２８、出力端子２６を介してチューナ１０に供給される。出力端子２６には、チューナ１０から、このアンテナ方向調整用測定器１用の動作電力が供給されている。なお、符号３０、３２、３３で示しているのはインダクタンス成分の補正に用いるコンデンサである。

入力端子２４は、直流阻止コンデンサ１２を介して周波数選択性アンプ１４に接続されている。周波数選択性アンプ１４は、増幅段１４０を有し、その入力側には、抽出手段、例えば抵抗器１４２とコンデンサ１４４の直列回路からなるフィルタ回路を有している。増幅段１４０の正の電源端子は、パターンコイル１４６、抵抗器１４８、パターンコイル１５０（高周波阻止コイル２３）を介して出力端子２６に接続されている。符号１５２、１５４、１５６、１５８で示しているのはバイパスコンデンサである。パターンコイル１４６、抵抗器１４８が電源部２１の一部をなしている。増幅段１４０の負の電源端子は接地されている。

増幅段１４０の出力信号は、レベル検出器１６に供給されている。レベル検出器１６は、ダイオード１６０、１６２、コンデンサ１６３、１６４、１６６と抵抗器１６８とからなる倍電圧整流回路である。増幅段１４０の出力側は高周波阻止コイル１６１を介して正の電源端子に接続され、ダイオード１６０が導通したとき、コンデンサ１６３、高周波阻止コイル１６１、パターンコイル１４６、抵抗器１４８、パターンコイル１５０を介して入力端子２４側に電流が流れ、コンデンサ１６３を充電する。このとき、コンデンサ１６３、高周波阻止コイル１６１、パターンコイル１４６、抵抗器１４８、パターンコイル１５０も衛星放送中間周波信号を抽出するフィルタとして機能する。ダイオード１６２が導通するとき、増幅段１４０の出力とコンデンサ１６３の電荷とがダイオード１６２を介してコンデンサ１６４、１６６に流れる。

抵抗器１６８の両端間電圧が比較器１８の一方の比較入力端子に供給されている。比較器１８の他方の比較入力端子に基準信号発生調整回路２０から基準信号が供給されている。基準信号発生調整回路２０では、出力端子２６と接地電位点との間に、パターンコイル１５０、抵抗器２００、２０２、可変抵抗器２０４、抵抗器２０６の直列回路が接続されている。抵抗器２００、２０２は電源部２１の一部をなしている。可変抵抗器２０４の腕が、抵抗器２０８を介して一端が接地されている抵抗器２１０の他端に接続され、この他端が比較器１８の他方の比較入力端子に供給されている。この抵抗器２１０の両端間電圧が基準信号であり、その値は，可変抵抗器２０４の腕の位置を調整することによって変更することができ、それによって、方向調整範囲を可変させることができる。例えば当初には基準信号レベルを低い値に設定しておいて、レベル検出器１６のレベル検出信号が低い値の基準信号レベルを超えるようにアンテナの方向を調整することによって、大まかに衛星受信アンテナ６を衛星の方向に向けることができる。その後に、基準信号レベルを高い方向に調整し、その高い基準信号レベルをレベル検出器１６のレベル検出信号を超えるように衛星受信アンテナ６の方向を微調整する。さらに基準信号の値を高くし、同様にアンテナの方向を微調整する。これを繰り返すことによって、レベル検出器１６のピーク値と基準信号レベル値との差が小さくなり、レベル検出器１６のレベル検出信号のピークに近い位置に衛星受信アンテナ６の方向を向けることができる。符号２１２、２１４、２１６、２１８、２２０で示しているのはバイパスコンデンサである。

比較器１８の正の電源端子は、パターンコイル１５０を介して出力端子２６に接続され、負の電源端子は接地されている。また、その出力端子は、抵抗器１８２、１８４の並列回路を介してＬＥＤ２２のアノードに接続されている。ＬＥＤ２２のカソードは接地されている。

このように構成されたアンテナ方向調整用測定器１では、周波数選択性アンプ１４を用いているので、図４（ｂ）に示すように衛星放送中間周波信号のみを抽出して、増幅して、レベル検出器１６によってレベル検出し、そのレベル検出信号を比較器１８によって基準信号と比較し、比較結果をＬＥＤ２２によって表示している。そして、衛星受信アンテナ６の方向を変え、ＬＥＤ２２が点灯していた状態から消灯した状態になったとき、衛星受信アンテナ６が放送衛星２と通信衛星４の方向を向いている。なお、上述したように、基準信号の値を小さな値とした状態で衛星受信アンテナ６の方向を調整し、その後に基準信号の値を大きな値に変更し、衛星受信アンテナ６の方向を微調整し、さらに基準信号の値を大きな値に変更し、更に衛星受信アンテナ６の方向を微調整することもできる。

もし、周波数選択性アンプ１４を使用せずに、衛星放送中間周波信号と衛星通信中間周波信号との双方のレベル検出をレベル検出器１６によって行うようにしたなら、衛星放送中間周波信号と衛星通信中間周波信号との間の周波数帯に存在するノイズのレベルも検出することになる。また衛星放送信号の方が衛星通信信号よりも送信電力が大きいが、レベル検出器１６によって検出されたレベルは、両者と、両者のノイズとを例えば平均したものとなり、Ｓ／ＮまたはＣ／Ｎが悪化する。これに対し、アンテナ方向調整用測定器１では、周波数選択性アンプ１４を使用しているので、衛星放送中間周波信号のみが抽出増幅されるので、衛星放送中間周波信号と衛星通信中間周波信号との間のノイズが含まれることが無く、しかも衛星放送中間周波信号のレベルは衛星通信中間周波信号のレベルよりも大きいので、図５に示すように、レベル検出器１６のレベル検出信号の値は、衛星放送中間周波信号と衛星通信中間周波信号双方のレベルを検出する場合よりも大きくなる。その結果、Ｓ／ＮまたはＣ／Ｎが良好になる。従って、ノイズの影響を受けずに正確に衛星受信アンテナ６を放送衛星２と通信衛星４とに向けることができる。

単に抵抗器１４２とコンデンサ１４４の直列回路が直接にレベル検出器１６に接続せずに、増幅段１４０を介してレベル検出器１６に接続しているので、増幅段１４０が直列回路とレベル検出器１６とを絶縁しており、直列回路側にレベル検出器１６側から電流が逆流することを防止し、増幅段１４０によって直列回路の出力を増幅することによって損失の発生を防止している。また、増幅段１４０は、衛星放送中間周波信号を増幅することができるものであればよく、衛星通信中間周波信号も増幅することができるように広帯域化する必要がない。

また、基準信号発生調整回路２０によって基準信号を発生しているので、基準信号の値を調整することができる。例えば北海道と九州とでは基準信号の値を異ならせる必要があるが、このような異なった値の基準信号を容易に発生することができるので、日本全国どこでも、このアンテナ方向調整用測定器１を使用することができる。

上記の実施形態では、２基の放送衛星２と通信衛星４とがほぼ同一経度に位置する場合について説明したが、２基以上の放送衛星や通信衛星のような静止衛星がほぼ同一経度に位置する場合にも、本発明は実施することができる。また、１基の静止衛星から複数の異なる周波数帯の衛星信号が送信されている場合には、そのうちの１周波数帯の衛星信号のみを受信することもできる。また、上記の実施形態では、衛星放送中間周波信号を抽出するように構成したが、衛星通信中間周波信号を抽出するように構成することもできる。この場合、通信衛星４以外にも通信衛星が異なる経度に打ち上げられているが、これら異なる経度に打ち上げられている通信衛星からの高周波信号を良好に受信するために必要な基準信号の値は、通信衛星４用の基準信号の値よりも小さいので、衛星受信アンテナ６の方位を調整している際に、誤って他の経度の通信衛星からの衛星信号に基づく衛星中間周波信号に基づいてＬＥＤ２２が消灯することがなく、誤検知は生じない。

上記の実施形態では、放送衛星や通信衛星のように宇宙空間から高周波信号が送信される場合について説明したが、これに限ったものではなく、地上において複数の異なる周波数帯の高周波信号がほぼ同一位置から送信されている場合にも、本発明を実施することができる。

１ アンテナ方向調整用測定器
６ 衛星受信アンテナ（アンテナ）
１４ 周波数選択性アンプ１４（抽出手段）
１６ レベル検出器（レベル検出手段）
１８ 比較器（比較手段）
２２ ＬＥＤ（表示手段）

Claims (4)

1. ほぼ同方向から到来する複数の高周波信号を受信するアンテナを、前記高周波信号の到来方向に向けるために使用するアンテナ方向調整用測定器であって、
   前記アンテナに関連する受信手段から出力する、前記複数の高周波信号にそれぞれ対応する複数の中間周波信号から、前記複数高周波信号のうち１つに対応するものを抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段の出力信号を入力し、そのレベルを表すレベル検出信号を生成するレベル検出手段と、
   前記レベル検出信号と、基準信号発生手段からの基準信号とを比較する比較手段と、
   この比較手段での比較結果を表す表示手段とを、
   具備するアンテナ方向調整用測定器。
2. 請求項１記載のアンテナ方向調整用測定器において、前記抽出手段は、前記各中間周波信号のうち、前記各高周波信号のうち送信電力が最も大きいものに対応するものを抽出するアンテナ方向調整用測定器。
3. 請求項１または２記載のアンテナ方向調整用測定器において、前記基準信号発生手段は、前記基準信号のレベルを調整可能に構成されているアンテナ方向調整用測定器。
4. 請求項１、２または３記載のアンテナ方向調整用測定器において、前記複数の高周波信号は、ほぼ同一経度に位置する複数基の静止衛星からそれぞれ送信されているアンテナ方向調整用測定器。
   

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