JP2020016556A - 角度誤差検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】追尾受信に用いられるアンテナの角度誤差検出に用いられる和信号や差信号が信号路を通過することに伴う位相の変化をリアルタイムで把握し、補正することが可能な角度誤差検出装置を提供する。【解決手段】アンテナ１１の正面方向に対する、追尾対象８からの周波数信号の受信方向の角度誤差を検出する角度誤差検出装置１２において、パイロット信号供給部３５ａ、３５ｂは、信号路３３ａ、３３ｂへと出力される和信号及び差信号の各々に、位相が揃ったパイロット信号を重畳し、パイロット位相差検出部４３は、各信号路３３ａ、３３ｂを通過したパイロット信号の位相差を検出し、補正部４４にて和信号または差信号の補正を行う。角度誤差検出部４２は、補正された和信号、差信号の一方側と、補正されていない他方側とに基づき前記角度誤差を検出する。【選択図】図５

Description

本発明は追尾対象に対するアンテナの角度誤差を検出する技術に関する。

通信衛星などの追尾対象から出力される周波数信号である通信信号を受信する受信システムには、アンテナの正面方向に対する通信信号の受信方向のずれ（角度誤差）を検出した結果に基づいて、通信信号の受信方向がアンテナの正面方向と揃うようにアンテナの向きを変えることができるもの（追尾受信システム）がある。

角度誤差の検出手法としては、アンテナ内に設けられた、配置位置の異なる２つの開口部（第１の受信部、第２の受信部）にて各々、受信された通信信号の振幅差を求め、この振幅差に基づいて角度誤差を求めるモノパルス測角法が知られている。
このモノパルス測角法においては、第１の受信部にて受信した通信信号Ａと、第２の受信部にて受信した通信信号Ｂとの和信号Ａ＋Ｂ、及び差信号Ａ−Ｂを用いて角度誤差を求める計算が行われる。

一方、追尾受信システムにおいては、角度誤差の計算を行う演算機をアンテナの近傍位置に配置できるとは限らず、例えば数十メートル〜数百メートル離れた位置にこれらアンテナと演算機とを配置しなければならない場合がある。
この場合には、アンテナ側で得られた和信号、差信号は、通信ケーブルなどを含む信号路（和信号用信号路、差信号用信号路）を介して演算機側に供給される。

しかしながら、これらの信号路の長さが厳密に揃っていないと、和信号と差信号との間に位相差が形成され、正確な角度誤差の算出を阻む要因となる。また、通信ケーブルの劣化の度合いの違いや通信ケーブルが配置されている空間の温度の違いなども、和信号と差信号との間に位相差を形成する要因となる。

ここで特許文献１、２には、和信号や差信号が送信される各信号路（特許文献１には「受信チャンネル」と記載され、特許文献２には「系統」と記載されている）に対し、これら和信号や差信号と切り替えてパイロット信号を供給し、異なる信号路を通過したパイロット信号の位相差を検出した結果に基づいて和信号や差信号の補正を行う技術が記載されている。
しかしながら、これら特許文献１、２には、和信号・差信号とパイロット信号との切り替えを行わずに、各信号路に起因する位相差をリアルタイムで検出し、補正に活用する技術は記載されていない。

特表昭５６−５００３９４号公報：請求項１、８、第４欄第２０行目〜第６欄第４行目、第１図 特開２０１０−６６０６９号公報：請求項１、５、段落００２４〜００３３

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、追尾受信に用いられるアンテナの角度誤差検出に用いられる和信号や差信号が信号路（和信号用信号路、差信号用信号路）を通過することに伴う位相の変化をリアルタイムで把握し、補正することが可能な角度誤差検出装置を提供することにある。

本発明に係る角度誤差検出装置は、追尾対象からの周波数信号を、アンテナの第１の受信部にて受信した第１の受信信号と、前記第１の受信部とはアンテナ内の受信位置が異なる第２の受信部にて受信した第２の受信信号との位相差に基づいて、前記アンテナの正面方向に対する、前記周波数信号の受信方向の角度誤差を検出する角度誤差検出装置において、
前記第１の受信信号及び第２の受信信号から求めた和信号と、差信号とを、各々、和信号用信号路及び差信号用信号路へと出力する受信信号出力部と、
和信号用信号路及び差信号用信号路へと出力される和信号及び差信号の各々に、位相が揃ったパイロット信号を重畳するパイロット信号供給部と、
前記和信号用信号路を通過した信号、及び差信号用信号路を通過した信号から、各々、パイロット信号を分離し、これら分離されたパイロット信号の位相差を検出するパイロット位相差検出部と、
前記和信号用信号路及び差信号用信号路を介して得られた和信号、差信号の一方側に対し、前記パイロット位相差検出部にて検出されたパイロット信号の位相差に対応した補正を行う補正部と、
前記補正部にて補正された和信号、差信号の一方側と、補正されていない他方側と、に基づき、前記角度誤差を検出する角度誤差検出部と、を備えたことを特徴とする。

上述の角度誤差検出装置は、以下の構成を備えていてもよい。
（ａ）前記追尾対象からの信号は、搬送波により変調された信号であり、前記和信号用信号路または差信号用信号路を介して得られた和信号、差信号を直交復調して、これら和信号及び差信号の同相成分（Ｉ成分）、直交成分（Ｑ成分）を各々取得する和差信号復調部を備え、前記位相差検出部は、前記Ｉ成分を複素平面上の実部、Ｑ成分を虚部として複素ベクトル表示される前記差信号と和信号との内積を取って得られる和差信号内積ベクトルの虚部の値に基づき前記角度誤差を検出すること。
（ｂ）（ａ）において、前記分離されたパイロット信号を直交復調して、前記和信号用信号路または差信号用信号路を通過したパイロット信号の同相成分（Ｉ’成分）、直交成分（Ｑ’成分）を各々取得するパイロット信号復調部を備え、前記補正部は、前記Ｉ’成分を複素平面上の実部、Ｑ’成分を虚部として複素ベクトル表示される前記和信号用信号路を通過したパイロット信号と、前記差信号用信号路を通過したパイロット信号との内積を取って得られるパイロット信号内積ベクトルに基づき前記和信号、差信号の一方側の補正を行うこと。ここで、前記補正部は、前記パイロット信号内積ベクトルと共役な共役ベクトルを前記複素ベクトル表示された差信号に乗算することにより、当該差信号の補正を行うこと、または、前記補正部は、前記パイロット信号内積ベクトルを前記複素ベクトル表示された和信号に乗算することにより、当該差信号の補正を行うこと。
（ｃ）前記追尾対象からの周波数信号は、予め設定された周波数範囲内で周波数が変化し、前記パイロット信号は、前記和信号または差信号以外の不要な周波数成分を除去するための帯域通過フィルタの通過帯域内の周波数であって、前記周波数範囲内の周波数信号に基づき得られる和信号または差信号の周波数範囲からずれた周波数を有すること。

本発明によれば、角度誤差検出に用いられる和信号や差信号にパイロット信号を重畳してから信号路（和信号用信号路、差信号用信号路）へと出力し、これらの信号路を通過したパイロット信号を分離して位相差の検出を行うので、通信路を通過することに起因する和信号、差信号間の位相の変化をリアルタイムで把握し、補正することができる。

実施の形態に係る角度誤差検出装置を備えた追尾受信システムの構成図である。 比較形態に係る角度誤差検出装置の構成例を示すブロック図である。 比較形態に係る角度誤差検出装置内の信号処理ブロックの構成を示す説明図である。 角度誤差を求める手法に係る説明図である。 実施形態に係る角度誤差検出装置の構成例を示すブロック図である。 和信号、差信号の周波数範囲と、パイロット信号の周波数との関係を示す説明図である。 実施形態に係る角度誤差検出装置内の信号処理ブロックの構成を示す説明図である。 信号路の通過に起因する誤差を補正する手法に係る説明図である。 他の実施形態に係る角度誤差検出装置内の信号処理ブロックの構成を示す説明図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る角度誤差検出装置を備えた追尾受信システム１の構成例を示している。
当該追尾受信システム１は、追尾対象から出力された通信信号（周波数信号）を受信するアンテナ１１と、このアンテナ１１の向きを変化させるアンテナ駆動機構１５と、アンテナ１１から取得した通信信号の和信号及び差信号に基づき、アンテナ１１の正面方向に対する通信信号の受信方向のずれ（角度誤差）を検出する角度誤差検出装置１２と、角度誤差検出装置１２にて検出された角度誤差に基づいてアンテナ１１の駆動方向や駆動量を求める追尾制御部１３と、追尾制御部１３にて決定された駆動方向や駆動量に基づき、アンテナ駆動機構１５の駆動制御を行うアンテナ駆動部１４と、を備える。

図２は、本発明が適用される前の比較形態に係る角度誤差検出装置１２ａの構成例を示している。なお出願人は、図２に示す角度誤差検出装置１２ａに対応する従来技術を見つけることはできなかった。従って、図２に記載の角度誤差検出装置１２ａを「比較形態」として扱ったことは、当該技術を従来技術として自認したことを意味しない。

例えば図２に示す追尾対象８は、予め設定された周波数範囲内で周波数が変化する通信信号を出力する。この通信信号は、前記周波数範囲内の周波数を有する搬送波によって変調されたベースバンド信号と、パルス信号とを含んでいる。
アンテナ１１は、互いに受信位置が異なる第１の受信部２ａ、第２の受信部２ｂを備える。方位方向の測角を行う場合は、第１の受信部２ａ、第２の受信部２ｂは横方向に異なる位置に配置され、高さ方向の測角を行う場合は、第１の受信部２ａ、第２の受信部２ｂは高さ方向に異なる位置に配置される。

これら第１、第２の受信部２ａ、２ｂにて受信された通信信号Ａ、Ｂは、例えばアンテナ１１側に設けられた加算部２１、２２を経て、各々、和信号Ａ＋Ｂ、差信号Ａ−Ｂとして出力される。
なお、図２、５に示した例においては、アンテナ１１側で和信号、差信号を得る場合について説明したが、これらの信号を得る加算部２１、２２は、角度誤差検出装置１２ａ、１２側に設けてもよい。

角度誤差検出装置１２ａは、不要な成分をろ波する受信フィルタ３１ａ、３１ｂや、ろ波後の和信号、差信号を増幅するＡＧＣ（Automatic Gain Controller）３２ａ、３２ｂが設けられた受信信号出力部３ａと、角度誤差の検出を行う角度誤差検出部４２が設けられた信号処理ブロック４ａとを備える。
受信信号出力部３ａと信号処理ブロック４ａとの間は、和信号が通過する和信号用信号路３３ａ、及び差信号が通過する差信号用信号路３３ｂによって接続されている。

図２に示す信号処理ブロック４ａは、和信号、差信号を直交復調する和差信号復調部４１と、これら和信号、差信号を復調した結果に基づいて、角度誤差Δθを求める角度誤差検出部４２とを備える。
図３は、信号処理ブロック４ａに設けられている和差信号復調部４１及び角度誤差検出部４２の具体的な構成の一例を示している。図３の構成を説明する前に、当該信号処理ブロック４ａを用いて角度誤差を求める手法について、図４を参照しながら説明する。

図４は複素平面を示し、太い実線のベクトルＡ＋Ｂは、和信号用信号路３３ａを介して得られた和信号を直交復調し、その同相成分（Ｉ（In-phase）成分）を複素平面上の実部、直交成分（Ｑ（Quadrature-phase）成分）を虚部として複素ベクトル表示した結果を示している。また細い実線のベクトルＡ−Ｂは、差信号用信号路３３ｂを介して得られた差信号を直交復調し、同じくＩ成分を実部、Ｑ成分を虚部として複素ベクトル表示した結果を示している。

複素ベクトルＡ＋Ｂの偏角をθ₊、複素ベクトルＡ−Ｂの偏角θ_-としたとき、これらの偏角の差分値Δθ（＝θ_-−θ₊）を求めることにより、アンテナ１１の角度誤差Δθを特定することができる。
ここで、下記複素ベクトルＡ＋Ｂ、Ａ−Ｂの内積は下記（１）式で表され、当該内積により得られる複素ベクトル（和差信号内積ベクトル）の偏角は（２）式で表される。

そして、θが十分に小さいとき、ｓｉｎθ≒θであるところ、（１）式の虚部との間にΔθ∝（Ｉ１Ｑ２−Ｉ２Ｑ１）の関係が成り立つ。

図３の和差信号復調部４１は、搬送波の周波数に対応する周波数信号（例えば余弦波）を出力する周波数発振部４１１と、当該周波数信号の位相を９０°進めた周波数信号（例えば正弦波）を得る位相回転器４１２とを備える。
乗算器４１３ａは、和信号用信号路３３ａを介して得られた和信号に周波数発振部４１１からの周波数信号を乗算し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４１４ａにて不要成分を取り除くことによりＩ成分（Ｉ１）を取り出す。また、乗算器４１３ｂは、前記和信号に位相回転器４１２にて位相を９０°進めた周波数信号を乗算し、ＬＰＦ４１４ｂにて不要成分を取り除くことにより、Ｑ成分（Ｑ１）を取り出す。

同様に乗算器４１３ｃは、差信号用信号路３３ｂを介して得られた差信号に周波数発振部４１１からの周波数信号を乗算し、ＬＰＦ４１４ｃにて不要成分を取り除くことによりＩ成分（Ｉ２）を取り出す。また、乗算器４１３ｄは、前記差信号に位相回転器４１２にて位相を９０°進めた周波数信号を乗算し、ＬＰＦ４１４ｄにて不要成分を取り除くことにより、Ｑ成分（Ｑ２）を取り出す。

角度誤差検出部４２は、和信号のＩ１、Ｑ１、差信号のＩ２、Ｑ２を用い、図４を用いて説明した考え方に基づき、（１）式の虚部の値である「Ｉ１Ｑ２−Ｉ２Ｑ１」を求める。即ち、乗算器４２１ｂにて得られた「Ｉ１Ｑ２」と乗算器４２１ａにて得られた「Ｉ２Ｑ１」との差分値が加算器４２２より出力される。
そして、係数乗算器４２３にて、当該差分値を実際の角度誤差に変換する、予め設定された変換係数を乗算すると、アンテナ１１の正面方向に対する通信信号の受信方向のずれ量である角度誤差を得ることができる。

以上、図２、３を用いて説明した角度誤差検出装置１２ａ（信号処理ブロック４ａ）は、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂを介して取得した和信号、差信号の位相関係が、受信信号出力部３ａから出力される和信号、差信号の位相関係と同じ状態を維持している場合に正しい角度誤差を得ることができる。
言い替えると、これらの信号路３３ａ、３３ｂを通過する間に、和信号や差信号の位相のずれが発生してしまうと、正しい角度誤差を得ることができなくなるおそれがある。

この点、既述のように、これらの信号路３３ａ、３３ｂは、例えば長さが数十メートル〜数百メートルの通信ケーブルを備え、双方の通信ケーブルの長さが厳密に揃っていなかったり、劣化の度合や配置環境の温度が異なっていたりすることにより、和信号、差信号がこれらの信号路３３ａ、３３ｂを通過する際に位相のずれが生じる場合がある。

そこで本例の角度誤差検出装置１２は、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂに向けて出力される前の和信号、差信号にパイロット信号を重畳し、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂから取り出されたパイロット信号の位相差を比較し、検出された位相差を利して和信号、差信号の一方側（図７に示す例では差信号）を補正する機能を備える。
以下、図５〜８を参照しながらパイロット信号を用いた位相差の検出、及び補正の手法について説明する。なお、以下に説明する図５、７、９においては、図２、３を用いて説明したものと共通の構成要素には、これらの図に用いたものと共通の符号を付してある。

図５に示す角度誤差検出装置１２において、受信信号出力部３は、パイロット信号である周波数信号を供給するためのパイロット信号発振部３４と、このパイロット信号発振部３４から供給されたパイロット信号を、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂへ向けて出力される前の和信号、差信号に重畳するための加算部３５ａ、３５ｂとを備える。
パイロット信号発振部３４及び加算部３５ａ、３５ｂは、本例のパイロット信号供給部に相当する。

図６に示すように、パイロット信号は、和差信号復調部４１、パイロット信号復調部４３の前段に設けられた不図示のアナログフィルタの通過帯域内（図６中に「受信フィルタ通貨帯域」と記載してある）であり、且つ、既述の予め設定された周波数範囲内で周波数が変化する通信信号に基づき得られる和信号または差信号の周波数範囲（同図中に「和差信号周波数範囲」と記載してある）からずれた周波数を有している。
後段の和差信号復調部４１に設けられているＬＰＦ４１４ａ〜４１４ｄを用いてパイロット信号を除去する観点では、パイロット信号の周波数は、和差信号周波数範囲よりも高い周波数を有していることが好ましい。

また、パイロット信号の信号レベルは、和信号や差信号の受信特性の劣化とならない程度の強度に抑えることが好ましい。
和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂに対しては、上述のパイロット信号が重畳された和信号、差信号が各々、出力される。

また、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂを介して、パイロット信号が重畳された和信号、差信号を取得する信号処理ブロック４には、既述の和差信号復調部４１、角度誤差検出部４２に加え、パイロット信号復調部４３及び位相差・検出補正部４４が設けられている。
パイロット信号復調部４３、位相差・検出補正部４４は、和信号、差信号に重畳されたパイロット信号を取り出して、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂの通過に起因する位相のずれを検出し、その補正を行う機能を備える。

パイロット信号復調部４３、位相差・検出補正部４４の具体的な構成（図７）を説明する前に、これらパイロット信号復調部４３、位相差・検出補正部４４を用いてパイロット信号の位相差を取り出し、補正を行う手法について図８を参照しながら説明する。
図８の太い実線のベクトルＰＬ₊は、和信号に重畳され、和信号用信号路３３ａを通過したパイロット信号を分離後、直交復調して、その同相成分（Ｉ’成分）を複素平面上の実部、直交成分（Ｑ’成分）を虚部として複素ベクトル表示した結果を示している。また細い実線のベクトルＰＬ_-は、差信号に重畳され、差信号用信号路３３ｂを通過したパイロット信号を分離後、直交復調して、同じくＩ’成分を実部、Ｑ’成分を虚部として複素ベクトル表示した結果を示している。

また、図８中の一点鎖線は、上述の２つのベクトルＰＬ₊とＰＬ_-との内積を取って得られる複素ベクトル（パイロット信号内積ベクトル）であり、下記（３）式で表される。

さらに、パイロット信号の２つのベクトルＰＬ₊とＰＬ_-との間に位相差が生じているとき、この位相差をΔθ’とする。
このとき、図８中に破線で示され、上述のパイロット信号内積ベクトルと共役なベクトル（下記（４）式で示される）の偏角は、−Δθ’である（（５）式）。

従って、差信号側を補正することにより上述の位相差を小さくしようとする場合、既述の（４）式に示す、パイロット信号内積ベクトルと共役なベクトルを差信号Ａ−Ｂに乗算する。この演算の結果得られるベクトルは、和信号Ａ＋Ｂ側と位相の揃った差信号（Ａ−Ｂ）’に比例する（（６）式）。

そして、この和信号側と（６）式のベクトルに対して、図３、４を用いて説明した演算を実施することにより、位相の揃った和信号Ａ＋Ｂ、差信号（Ａ−Ｂ）’を用いて正しい角度誤差を求めることができる。

図７は、上述の演算を行うパイロット信号復調部４３、位相差・検出補正部４４（位相差検出部４４ａ、差信号補正部４４ｂ）の具体的な構成の一例を示している。
図７に示すパイロット信号復調部４３は、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂを通過した信号からそれぞれパイロット信号を取り出すバンドパスフィルタ４３５ａ、４３５ｂと、これらのパイロット信号に対し、搬送波の周波数に対応する周波数信号（例えば余弦波）を出力する周波数発振部４３１と、当該周波数信号の位相を９０°進めた周波数信号（例えば正弦波）を得る位相回転器４３２とを備える。

乗算器４３３ａは、バンドパスフィルタ４３５ａを介して分離された和信号側のパイロット信号に周波数発振部４３１からの周波数信号を乗算し、ＬＰＦ４３４ａにて不要成分を取り除くことによりＩ成分（Ｉ１’）を取り出す。また、乗算器４３３ｂは、前記和信号側のパイロット信号に位相回転器４３２にて位相を９０°進めた周波数信号を乗算し、ＬＰＦ４３４ｂにて不要成分を取り除くことにより、Ｑ成分（Ｑ１’）を取り出す。

同様に乗算器４３３ｃは、バンドパスフィルタ４３５ｂを介して分離された差信号側のパイロット信号に周波数発振部４３１からの周波数信号を乗算し、ＬＰＦ４３４ｃにて不要成分を取り除くことによりＩ成分（Ｉ２’）を取り出す。また、乗算器４３３ｄは、前記差信号側のパイロット信号に位相回転器４３２にて位相を９０°進めた周波数信号を乗算し、ＬＰＦ４３４ｄにて不要成分を取り除くことにより、Ｑ成分（Ｑ２’）を取り出す。

また、位相差・検出補正部４４を構成する位相差検出部４４ａは、（３）式の計算を行ってパイロット信号内積ベクトルの算出を行い、差信号補正部４４ｂは、差信号に対してパイロット信号内積ベクトルと共役なベクトルを乗算する（６）式の計算を行う。
詳細には、位相差検出部４４ａは乗算器４４１ｃにてＩ１’とＩ２’とを乗算し、乗算器４４１ａにてＱ１’とＱ２’とを乗算し、これらの乗算結果を加算器４４２ａにて加算することにより（３）式の実部（Ｉ１’Ｉ２’＋Ｑ１’Ｑ２’＝Ｉ’’）を得る。また、乗算器４４１ｄにてＩ１’とＱ２’とを乗算し、乗算器４４１ｂにてＩ２’とＱ１’とを乗算し、加算器４４２ｂにて、これらの乗算結果の差分をとることにより（３）式の虚部（Ｉ１’Ｑ２’−Ｉ２’Ｑ１’＝Ｑ’’）を得る。

次いで差信号補正部４４ｂは、乗算器４４４ｃにて差信号側のＩ２と、位相差検出部４４ａ側から出力されたＩ’’とを乗算し、乗算器４４４ａにて差信号側のＱ２と位相差検出部４４ａ側のＱ’’とを乗算し、加算器４４５ａにてこれらの乗算結果を加算することにより（６）式の実部（Ｉ２Ｉ’’＋Ｑ２Ｑ’’）を得る。また、乗算器４４４ｂにて位相差・検出補正部４４側のＩ’’と差信号側のＱ２とを乗算し、乗算器４４４ｄにて差信号側のＩ２と位相差検出部４４ａ側のＱ’’とを乗算し、これらの乗算結果を加算器４４５ｂにての差分をとることにより（６）式の虚部（Ｉ’’Ｑ２−Ｉ２Ｑ’’）を得る。

位相差・検出補正部４４にて得られた（６）式の演算結果（実部、及び虚部の値）を用いて角度誤差検出部４２にて（１）式の計算を行うことにより、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂ内で発生した位相のずれ分が補正された角度誤差を得ることができる。

本実施の形態に係る角度誤差検出装置によれば以下の効果がある。角度誤差検出に用いられる和信号や差信号にパイロット信号を重畳してから信号路（和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂ）へと出力し、これらの信号路３３ａ、３３ｂを通過したパイロット信号を分離して位相差の検出を行うので、通信路３３ａ、３３ｂを通過することに起因する和信号、差信号間の位相の変化をリアルタイムで把握し、補正することができる。

ここで、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂを通過したパイロット信号の位相差Δθ’を利用して補正を行う対象は差信号側に限定されるものではない。
例えば既述の（６）式に替えて、下記（７）式に対応する演算を行うことにより、和信号側の補正を行ってもよい。

図９は、和信号側の補正を行う上述の演算を行う場合の信号処理ブロック４’の具体的な構成の一例を示している。図９に示す和差信号復調部４１、パイロット信号復調部４３、位相差検出部４４ａの構成は、図７を用いて説明した信号処理ブロック４の場合と同様である。
一方、和信号補正部４４ｃでは、乗算器４４４ａにて和信号側のＩ１と、位相差検出部４４ａ側から出力されたＩ’’とを乗算し、乗算器４４４ｃにて和信号側のＱ１と位相差検出部４４ａ側のＱ’’とを乗算し、これらの乗算結果を加算器４４５ｂにて減算することにより（７）式の実部（Ｉ１Ｉ’’−Ｑ１Ｑ’’）を得る。また、乗算器４４４ｄにて位相差・検出補正部４４側のＩ’’と和信号側のＱ１とを乗算し、乗算器４４４ｂにて和信号側のＩ１と位相差検出部４４ａ側のＱ’’とを乗算し、加算器４４５ａにてこれらの乗算結果を加算することにより（７）式の虚部（Ｉ’’Ｑ１＋Ｉ１Ｑ’’）を得る。

そして図９においても、位相差・検出補正部４４（位相差検出部４４ａ、和信号補正部４４ｃ）にて得られた（７）式の演算結果（実部、及び虚部の値）を用いて角度誤差検出部４２にて（１）式の計算を行うことにより、和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂ内で発生した位相のずれ分が補正された角度誤差を得ることができる。

以上、和信号や差信号、和信号用信号路３３ａや差信号用信号路３３ｂを通過したパイロット信号についての直交復調の結果を利用して正確な角度誤差を検出する手法について説明したが、当該手法は上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば位相比較器を用いて和信号用信号路３３ａ、差信号用信号路３３ｂを各々通過したパイロット信号の位相比較を行い、その位相差を求めて和信号Ａ＋Ｂ＝Σ、差信号Ａ−Ｂのいずれか一方を補正してもよい。しかる後、差信号Ａ−Ｂ＝Δの位相を９０°回転させ（−ｊを乗算し）、−ｊΔ／Σが角度誤差Δθとほぼ比例した値となることを利用した公知の技術を利用して角度誤差を求めてもよい。

また、本発明の角度誤差検出装置の適用対処は、通信用の追尾受信システムに限定されない。例えばレーダーシステム内に本発明の角度誤差検出装置を設けてもよい。この場合は、追尾対象は探知目標となり、追尾対象からの周波数信号は、探知対象に周波数信号を照射して、反射された信号となる。

１ 追尾受信システム
１１ アンテナ
１２、１２ａ
角度誤差検出装置
２ａ 第１の受信部
２ｂ 第２の受信部
２１、２２ 加算部
３、３ａ 受信信号出力部
３３ａ 和信号用信号路
３３ｂ 差信号用信号路
４１ 和差信号復調部
４１１ 周波数発振部
４２ 角度誤差検出部
４３ パイロット信号復調部
４４ 位相差・検出補正部
４４ａ 位相差検出部
４４ｂ 差信号補正部
４４ｃ 和信号補正部
８ 追尾対象

Claims (6)

1. 追尾対象からの周波数信号を、アンテナの第１の受信部にて受信した第１の受信信号と、前記第１の受信部とはアンテナ内の受信位置が異なる第２の受信部にて受信した第２の受信信号との位相差に基づいて、前記アンテナの正面方向に対する、前記周波数信号の受信方向の角度誤差を検出する角度誤差検出装置において、
   前記第１の受信信号及び第２の受信信号から求めた和信号と、差信号とを、各々、和信号用信号路及び差信号用信号路へと出力する受信信号出力部と、
   和信号用信号路及び差信号用信号路へと出力される和信号及び差信号の各々に、位相が揃ったパイロット信号を重畳するパイロット信号供給部と、
   前記和信号用信号路を通過した信号、及び差信号用信号路を通過した信号から、各々、パイロット信号を分離し、これら分離されたパイロット信号の位相差を検出するパイロット位相差検出部と、
   前記和信号用信号路及び差信号用信号路を介して得られた和信号、差信号の一方側に対し、前記パイロット位相差検出部にて検出されたパイロット信号の位相差に対応した補正を行う補正部と、
   前記補正部にて補正された和信号、差信号の一方側と、補正されていない他方側と、に基づき、前記角度誤差を検出する角度誤差検出部と、を備えたことを特徴とする角度誤差検出装置。
2. 前記追尾対象からの信号は、搬送波により変調された信号であり、
   前記和信号用信号路または差信号用信号路を介して得られた和信号、差信号を直交復調して、これら和信号及び差信号の同相成分（Ｉ成分）、直交成分（Ｑ成分）を各々取得する和差信号復調部を備え、
   前記位相差検出部は、前記Ｉ成分を複素平面上の実部、Ｑ成分を虚部として複素ベクトル表示される前記差信号と和信号との内積を取って得られる和差信号内積ベクトルの虚部の値に基づき前記角度誤差を検出することを特徴とする請求項１に記載の角度誤差検出装置。
3. 前記分離されたパイロット信号を直交復調して、前記和信号用信号路または差信号用信号路を通過したパイロット信号の同相成分（Ｉ’成分）、直交成分（Ｑ’成分）を各々取得するパイロット信号復調部を備え、
   前記補正部は、前記Ｉ’成分を複素平面上の実部、Ｑ’成分を虚部として複素ベクトル表示される前記和信号用信号路を通過したパイロット信号と、前記差信号用信号路を通過したパイロット信号との内積を取って得られるパイロット信号内積ベクトルに基づき前記和信号、差信号の一方側の補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の角度誤差検出装置。
4. 前記補正部は、前記パイロット信号内積ベクトルと共役な共役ベクトルを前記複素ベクトル表示された差信号に乗算することにより、当該差信号の補正を行うことを特徴とする請求項３に記載の角度誤差検出装置。
5. 前記補正部は、前記パイロット信号内積ベクトルを前記複素ベクトル表示された和信号に乗算することにより、当該差信号の補正を行うことを特徴とする請求項３に記載の角度誤差検出装置。
6. 前記追尾対象からの周波数信号は、予め設定された周波数範囲内で周波数が変化し、
   前記パイロット信号は、前記和信号または差信号以外の不要な周波数成分を除去するための帯域通過フィルタの通過帯域内の周波数であって、前記周波数範囲内の周波数信号に基づき得られる和信号または差信号の周波数範囲からずれた周波数を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の角度誤差検出装置。

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