JP2947124B2 - アンテナ角度誤差補正装置 - Google Patents

アンテナ角度誤差補正装置

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビームアンテナを回転
してビーム方向を設定した際の角度誤差を補正するため
のアンテナ角度誤差補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、衛星対地球局などでマイクロ波帯
通信を行うアンテナ、例えば、パラボラ型アンテナなど
では、そのビーム方向を所定方向に設定(調整)した際
の角度誤差を補正している。このような角度誤差補正を
行う装置では、アンテナ回転軸における回転角を求める
ため、カップリングギヤ、ベローズなどでアンテナ回転
軸と角度検出器とを機械的に結合させ、その回転角に対
応した角度信号を角度検出器から出力するようにしてい
る。
【0003】このアンテナ回転軸と角度検出器とを機械
的に結合させる際に、このアンテナ回転軸及び角度検出
器の回転軸等のそれぞれの偏心などによって機械的な誤
差が発生する。この誤差の主成分は回転軸の回転角度に
対して正弦波的に変化することが知られている。
【0004】このような誤差を補正するために、測定し
た角度誤差に最も良く近似する正弦波関数を、この角度
検出器からの角度信号を復調した結果から減算して正確
な角度信号を得ている。例えば、アンテナのアジマスA
Zの補正計算後の角度θAZaを次式(1)で求めてい
る。
【0005】 θAZa=θAZ−θerr(AZ) ≒θAZ−asin(θAZ+b) …(1) θAZ:補正前の角度信号の復調結果 θerr(AZ):角度誤差 a,b:角度誤差近似関数asin(θAZ+b)の適切係数
【0006】このようにして得られた補正計算後の角度
に、アンテナのビーム方向を微調整(設定)している。
【0007】このようなアンテナの角度誤差補正に関す
る技術として特開昭57−196601号公報のAZ−
EL方式アンテナのセカンド補償装置、特開昭63−1
49511号公報の角度読取り装置、及び特開平1−1
52313号公報の角度位置を指示する装置および角度
変位を示すデジタル信号を発生する方法などが知られて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このような上記従来例
のアンテナ角度誤差補正装置では、中央演算処理装置
(CPU)のプログラムによって(1)式を演算して正
確なアンテナ角度誤差を補正した角度信号を得ている。
しかしながら、この場合、データ処理が複雑化し、か
つ、そのプログラム開発も負担である。さらに、実際に
運用を行う場合、アンテナ角度誤差補正装置に対する角
度誤差近似関数を最適化するための係数を設定する必要
があり、運用が煩雑化するという欠点があった。また、
前記公報に記載されているいずれの技術もデジタル処理
を行うものであり、前記従来技術と同様の欠点がある。
【0009】本発明は、このような従来の技術における
欠点を解決するものであり、正確なアンテナ角度誤差を
補正した角度信号を得る際に、その処理を簡略化し、か
つ、アンテナ角度調整の運用も簡素化できるアンテナ角
度誤差補正装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載のアンテナ角度誤差補正装置は、アン
テナ回転軸と接続されて回転角度に対応したsin信号
及びcos信号を出力するシンクロレゾルバと、シンク
ロレゾルバからのsin信号及びcos信号を同期検波
して直流sin信号及び直流cos信号に変換する変換
手段と、変換手段からの直流sin信号及び直流cos
信号の組み合わせに対応した角度誤差近似関数と、振幅
及び位相が等しく、かつ、極性を反転して角度誤差を補
正するためのオフセット調整を行うオフセット調整手段
とを備える構成としている。
【0011】請求項2記載のアンテナ角度誤差補正装置
は、前記変換手段として、同期信号発生手段と同期検波
手段とを設け、同期信号発生手段からシンクロレゾルバ
及び同期検波手段に同期信号を送出し、かつ、同期検波
手段がシンクロレゾルバからのsin信号及びcos信
号を同期検波した直流sin信号及び直流cos信号を
出力する構成としている。
【0012】請求項3記載のアンテナ角度誤差補正装置
は、前記オフセット調整手段として、位相反転増幅を行
うオペアンプと、このオペアンプの一方の入力端の入力
オフセット電圧を打ち消すための電圧を他方の入力端に
設定する電圧設定部とを備える構成としている。
【0013】請求項4記載のアンテナ角度誤差補正装置
は、前記電圧設定部として、電圧を分圧してオペアンプ
の他方の入力端に印加する可変抵抗器を用いる構成とし
ている。
【0014】請求項5記載のアンテナ角度誤差補正装置
は、前記シンクロレゾルバからのsin信号及びcos
信号を増幅する増幅手段を設け、かつ、この増幅手段に
オフセット調整手段を併設する構成としている。
【0015】請求項6記載のアンテナ角度誤差補正装置
は、前記オフセット調整手段として、変換手段からの直
流sin信号及び直流cos信号をデジタル化してオフ
セット調整を行うデジタルオフセット調整手段を用いる
構成としている。
【0016】
【作用】このような構成の請求項1,2,3,4,5記
載のアンテナ角度誤差補正装置は、アンテナ回転軸と接
続されるシンクロレゾルバからのsin信号及びcos
信号を同期検波し、この検波した直流sin信号及び直
流cos信号の組み合わせに対応した角度誤差近似関数
と、振幅及位相が等しく、かつ、極性が反転するよう
にオペアンプを用いた位相反転増幅回路で、そのオフセ
ット調整を行っている。
【0017】したがって、アンテナ回転軸と角度検出器
を機械的に接続したときに回転角度に対して発生する正
弦波状の誤差を補正する場合、従前の説明のように、中
央演算処理装置(CPU)のプログラムによるデータ処
理で、そのアンテナ角度誤差の補正を行う必要がなくな
り、処理が簡素化される。さらに、実際に運用する際
に、アンテナ角度誤差補正装置に対する角度誤差近似関
数を最適化するための係数を求めて設定する作業も不要
になって、アンテナ角度調整の運用も簡素化される。
【0018】請求項6記載のアンテナ角度誤差補正装置
は、変換した直流sin信号及び直流cos信号をデジ
タル化し、そのデジタル処理によってオフセット調整を
行っている。この場合、従前の説明のようにプログラム
による処理が必要となるものの、三角関数演算が不要に
なり、そのデータ処理量が低減する。
【0019】
【実施例】次に、本発明のアンテナ角度誤差補正装置の
実施例を、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発
明のアンテナ角度誤差補正装置の実施例の構成を示すブ
ロック図である。図1の例には、図示しないアンテナ回
転軸に接続され、アンテナの回転角度に対応した交流の
sin信号S1及びcos信号S2を出力するシンクロ
レゾルバ10と、このシンクロレゾルバ10からのsi
n信号S1及びcos信号S2を増幅する増幅部11
(増幅器11a,11b)とが設けられている。
【0020】また、増幅器11a,11bで増幅したs
in信号S1及びcos信号S2と、信号S10とを位
相比較する同期検波によって直流化したsin信号S1
1及びcos信号S12とを出力する同期検波部12
(同期検波器12a,12b)と、この同期検波器12
a,12bからのsin信号S11及びcos信号S1
2に対するオフセットを調整したsin信号S21及び
cos信号S22を出力するオフセット調整部13(反
転増幅回路13a,13b)とが設けられている。
【0021】さらに、オフセット調整部13の反転増幅
回路13a,13bからのsin信号S21及びcos
信号S22をデジタル化して、図示しないアンテナの回
転制御などを行うCPUに出力するA/D変換器14
と、信号S10を増幅してシンクロレゾルバ10に送出
する励磁増幅器15と、この励磁増幅器15及び同期検
波器12a,12bでの位相比較を行うための信号S1
0を送出する励磁信号発振器16とが設けられている。
【0022】図2はオフセット調整部13(反転増幅回
路13a,13b)の詳細な構成を示す回路図である。
図2の例は、反転増幅回路を構成する抵抗器R20,R
21及びオペアンプ24が設けられている。また、オフ
セット調整を行うためにオペアンプ24のプラス(+)
入力端子に可変電圧を印加する抵抗器R22及び可変抵
抗器VRとが設けられている。
【0023】次に、この実施例の動作について説明す
る。図1及び図2において、シンクロレゾルバ10が図
示しないアンテナ回転軸に接続され、アンテナの回転角
度に対応した交流のsin信号S1及びcos信号S2
を出力する。このsin信号S1及びcos信号S2が
増幅部11の増幅器11a,11bでそれぞれ増幅され
て同期検波部12の同期検波器12a,12bに入力さ
れる。
【0024】同期検波部12の同期検波器12a,12
bでは、増幅器11a,11bで増幅したsin信号S
1及びcos信号S2と励磁信号発振器16からの信号
S10との位相比較による同期検波を行い、その検波に
よって直流化したsin信号S11及びcos信号S1
2とを出力する。このsin信号S11及びcos信号
S12に対し、あとで詳細に説明するようにオフセット
を調整したsin信号S21及びcos信号S22をオ
フセット調整部13の反転増幅回路13a,13bから
A/D変換器14に出力する。
【0025】このA/D変換器14ではオフセット調整
部13の反転増幅回路13a,13bからのsin信号
S21及びcos信号S22をデジタル化して、図示し
ないアンテナの回転制御などを行うCPUに出力する。
また、励磁信号発振器16からの信号S10を励磁増幅
器15が増幅してシンクロレゾルバ10に送出してい
る。
【0026】図2に示すオフセット調整部13では、抵
抗器R20,R21及びオペアンプ24からなる反転増
幅回路13a,13bのプラス(+)入力端子に抵抗器
R22及び可変抵抗器VRを通じて印加される電圧でオ
フセット値が決定される。すなわち、可変抵抗器VRを
可変してオフセット調整が行われる。
【0027】以下、このような動作に基づいた角度誤差
の補正について説明する。理想的なシンクロレゾルバ1
0では、回転角度θの場合に、シンクロレゾルバ10が
出力するsin信号S1及びcos信号S2の総合利得
を増幅部11の増幅器11a,11bで完全に一致さ
せ、かつ、オフセットθに調整すると同期検波部12の
同期検波器12a,12bで直流化したsin信号S1
1及びcos信号S12の電圧は、それぞれ「Asin
θ,Acosθ」で表される。
【0028】このsin信号S11及びcos信号S1
2の電圧から、回転角度θが、次式(2)で求められ
る。 tanθ=Asinθ/Acosθ=sinθ/cosθ θ=arctan(sinθ/cosθ) …(2) 次に、オフセット調整部13で故意にわずかなオフセッ
トを加えたときの角度θaに対する誤差「θa−θ」が
次式(3)で求められる。
【0029】
【数1】
【0030】この計算結果である誤差「θa−θ」がθ
に比較して十分に小さい領域では、オフセット値x,y
をオフセット調整部13の可変抵抗器VRで調整するこ
とによって、任意の振幅と位相を有した正弦波状の角度
誤差をオフセット調整部13の反転増幅回路13a,1
3bで付加できることになる。
【0031】一方、機械系に起因する正弦波状の角度誤
差を補正するためには正弦波状の角度誤差近似関数を
同期検波して直流化したsin信号S11及びcos信
号S12の結果から減算することで行われる。したがっ
て、正弦波状の角度誤差を、角度誤差近似関数と振幅及
び位相を等しく、かつ、反転するようにオフセット調整
部13で調整を行えば、角度誤差の補正が出来るように
なる。
【0032】なお、この実施例ではオフセット調整のた
めのオフセット調整部13を設けているが、増幅部11
又は同期検波部12で、同様のオフセット調整を行うよ
うにしても良い。また、オフセット調整部13を設けず
にA/D変換器14に処理回路を設け、変換したデータ
に対して、オフセット調整を行うようにしても良い。こ
の場合、プログラムによる処理が必要であるが、三角関
数演算を不要にできるため、そのデータ処理量が低減す
る利点がある。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1〜5記載のアンテナ角度誤差補正装置によれば、シン
クロレゾルバからのsin信号及びcos信号を同期検
波した直流sin信号及び直流cos信号における角度
誤差近似関数と、振幅及位相が等しく、かつ、極性が反
転するように位相反転増幅回路で、そのオフセット調整
を行っている。
【0034】これによってアンテナ回転軸と角度検出器
を機械的に接続した際に回転角度に対して発生する正弦
波状の誤差を補正する場合、中央演算処理装置(CP
U)のプログラムによるデータ処理を通じたアンテナ角
度誤差の補正を行う必要がなくなり、その処理が簡素化
される。さらに、実際に運用する際にアンテナ角度誤差
補正装置などに対する角度誤差近似関数を最適化するた
めの係数設定も不要になって、アンテナ角度調整の運用
も簡素化できるという効果を有する。
【0035】請求項6記載のアンテナ角度誤差補正装置
によれば、変換した直流sin信号及び直流cos信号
をデジタル化し、そのデジタル処理によってオフセット
調整を行っているのでプログラムによる処理が必要とな
るものの、三角関数演算を不要にでき、そのデータ処理
量が低減するという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアンテナ角度誤差補正装置の実施例の
構成を示すブロック図である。
【図2】図1中のオフセット調整部の詳細な構成を示す
回路図である。
【符号の説明】 10 シンクロレゾルバ 11 増幅部 11a,11b 増幅器 12 同期検波部 12a,12b 同期検波器 13 オフセット調整部 13a,13b 反転増幅回路 14 A/D変換器 15 励磁増幅器 16 励磁信号発振器 24 オペアンプ VR 可変抵抗器

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アンテナ回転軸と接続されて回転角度に
    対応したsin信号及びcos信号を出力するシンクロ
    レゾルバと、 前記シンクロレゾルバからのsin信号及びcos信号
    を同期検波して直流sin信号及び直流cos信号に変
    換する変換手段と、 前記変換手段からの直流sin信号及び直流cos信号
    の組み合わせに対応した角度誤差近似関数と、振幅及び
    位相が等しく、かつ、極性を反転して角度誤差を補正す
    るためのオフセット調整を行うオフセット調整手段と、 を備えることを特徴とするアンテナ角度誤差補正装置。
  2. 【請求項2】 前記変換手段として、同期信号発生手段
    と同期検波手段とを設け、前記同期信号発生手段からシ
    ンクロレゾルバ及び同期検波手段に同期信号を送出し、
    かつ、前記同期検波手段がシンクロレゾルバからのsi
    n信号及びcos信号を同期検波した直流sin信号及
    び直流cos信号を出力することを特徴とする請求項1
    記載のアンテナ角度誤差補正装置。
  3. 【請求項3】 前記オフセット調整手段として、位相反
    転増幅を行うオペアンプと、このオペアンプの一方の入
    力端の入力オフセット電圧を打ち消すための電圧を他方
    の入力端に設定する電圧設定部とを備えることを特徴と
    する請求項1記載のアンテナ角度誤差補正装置。
  4. 【請求項4】 前記電圧設定部として、電圧を分圧して
    オペアンプの他方の入力端に印加する可変抵抗器を用い
    ることを特徴とする請求項3記載のアンテナ角度誤差補
    正装置。
  5. 【請求項5】 前記シンクロレゾルバからのsin信号
    及びcos信号を増幅する増幅手段を設け、かつ、この
    増幅手段にオフセット調整手段を併設することを特徴と
    する請求項1記載のアンテナ角度誤差補正装置。
  6. 【請求項6】 前記オフセット調整手段として、変換手
    段からの直流sin信号及び直流cos信号をデジタル
    化してオフセット調整を行うデジタルオフセット調整手
    段を用いることを特徴とする請求項1記載のアンテナ角
    度誤差補正装置。
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