JP3678154B2

JP3678154B2 - Phase adjustment method for antenna tracking circuit and tracking antenna device using the method

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Publication number: JP3678154B2
Application number: JP2001050004A
Authority: JP
Inventors: 知博藤原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2021-02-26
Also published as: JP2002250763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、衛星やロケット等の移動物体からの電波を受けて追尾する地上局通信アンテナのアンテナ追尾回路の位相調整方法、及びその方法を用いた追尾アンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアンテナ追尾回路の位相調整方法を用いた追尾アンテナ装置の構成を図６に示す。１は衛星やロケット等の移動物体、２は移動物体１を追尾する追尾アンテナ、３は移動物体１からの電波である。移動物体１と追尾アンテナ２との間では、電波３によって無線通信を行う。４は追尾アンテナにマイクロ波電力を給電する給電装置である。レーダシステム用に開発された自動追尾方式では、追尾アンテナ２は、例えば通信用の主ホーンの周辺に複数の追尾用ホーンを設けた構成としている。この追尾用ホーンのそれぞれの受信電力の和信号や差信号等を給電回路４に設けた補助給電系により導出し、移動物体１の方向を測定する。この追尾方向の測定方法はマルチホーン方式と呼ばれるが、その他自動追尾方式としては高次モード方式、組み合わせ方式などがある。５及び６は、このような自動追尾方式において、アンテナを追尾制御するために電波３を受信して給電回路４により導出した追尾用和信号及び追尾用差信号である。７は追尾用和信号５を増幅する低雑音増幅器、８は追尾用差信号を増幅する低雑音増幅器である。９は高周波から中間周波数へダウンコンバートする周波数変換器、１０は位相器であり、１１は周波数変換器９によって中間周波数にダウンコンバートされた追尾用和信号５及び追尾用差信号６から追尾アンテナ駆動指令値を生成する追尾受信回路である。また１２は追尾アンテナ２を駆動制御する駆動制御回路である。１３はアジマス（Ａｚｉｍｕｔｈ）軸まわりにアンテナを駆動するためのＡＺ駆動指令値、１４はエレベーション（Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ）軸まわりにアンテナを駆動するためのＥＬ駆動指令値であり、いずれもＤＣ電圧値で与えられる。追尾アンテナ駆動指令値は、このＡＺ駆動指令値１３とＥＬ駆動指令値１４とからなる。
【０００３】
追尾受信回路１１は、追尾用和信号と追尾用差信号に基づいて、移動物体１の移動角度（追尾アンテナ２のアンテナビーム中心からの移動物体１の移動角度）を振幅とし、また移動物体１の移動方向を位相とする誤差信号を生成する。即ち追尾用和信号から位相・振幅同期方式によって搬送波再生し、再生された搬送波を検波基準として追尾用差信号を検波することによって上記の誤差信号が生成される。ここで位相は、例えばＡＺ＋方向を位相０度、ＥＬ＋方向を位相９０度、ＡＺ−方向を位相１８０度、ＥＬ−方向を位相２７０度として１周期を構成する。この誤差信号の位相と振幅により、ＡＺ−ＥＬ平面の任意点を特定することによって、追尾アンテナ２のアンテナビーム中心からの移動物体１の移動角度及び移動方向を特定する。
【０００４】
実際にアンテナを駆動するためのＡＺ駆動指定値１３及びＥＬ駆動指令値１４は、上記の誤差信号のＡＺ軸成分及びＥＺ軸成分により求められる。そしてＡＺ駆動指令値１３及びＥＬ駆動指令値１４は、追尾アンテナ２のアンテナビーム中心からの移動物体１の移動角度にほぼ比例した値が追尾受信装置から出力される。例えば図７に示すようにＥＬ方向に仮に追尾アンテナ２を強制駆動したとき、ＥＬ駆動指令値のみが追尾受信回路１１から出力され、またＡＺ方向に仮に追尾アンテナ２を強制駆動したときには、ＡＺ駆動指令値のみが追尾受信回路１１から出力される。
【０００５】
追尾用和信号５と追尾用差信号６とは、低雑音増幅器７及び８や、周波数変換器９等の複雑な回路系を経ることにより互いの位相がずれてしまうため、位相器１０にて位相調整を行う必要がある。この位相調整が正しくないと、例えば図７に示すような駆動指令値が本来の各軸上に現れるべき状態とは異なり、図８に示すように位相ずれに相応する角度ずれを生じてしまうことになる。例えばＥＬ方向に仮に追尾アンテナ２を強制駆動したとき、ＥＬ駆動指令値のみならず、ＡＺ駆動指令値までもが生じてしまう。同様にＡＺ方向に仮に追尾アンテナ３を強制駆動したとき、ＡＺ駆動指令値のみならず、ＥＬ駆動指令値までもが生じてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような位相ずれが生じないようにするために、従来の追尾アンテナ装置では、図６に示すような校正塔１５からの擬似信号１６により、位相調整を行うようにしている。校正塔１５からは、移動物体１からの電波信号と等価な擬似信号１６を送信し、追尾アンテナ２で受信し、位相器１０の位相調整を行う。しかし、この方法によれば、まず校正塔１５を追尾アンテナ２から電波的に十分に見通せる場所に設置しなければならない。即ち、追尾アンテナ２から見通せる十分な高さと、校正塔１６からの擬似信号１６が遠方界となる十分な距離（ＧＨｚ帯の衛星通信では追尾アンテナ２と校正塔１５との距離が数ｋｍに及ぶ。）が必要であり、校正塔１５の設置に制約があるという問題があった。この問題は、逆に、その校正塔１５の設置条件が追尾アンテナ２の設置に対する制約条件にもなっているという問題でもあった。さらに擬似信号を生成して送信するための擬似信号発生装置は、移動物体１からの電波の変調形式、偏波、周波数等を模擬する必要があり、校正塔１５及び擬似信号発生装置に費やす費用が高価になってしまうという問題もあった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、校正塔や擬似信号発生装置を使用することなく、移動物体からの電波を受信してアンテナ追尾を行うアンテナ追尾回路の位相調整方法、及びその方法を用いた追尾アンテナ装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係るアンテナ追尾回路の位相調整方法は、追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相関検波する相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値に基づき、受信した太陽光から生成される追尾用和信号と追尾用差信号とを位相調整する相関検波位相調整ステップと、この相関検波位相調整ステップにより位相調整した位相設定値によって、信号発生器により生成した試験用和信号と試験用差信号とを位相調整し、上記相関検波受信回路により相関検波受信してその相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値を記録する試験信号相関検波ステップと、この試験信号相関検波ステップにおいて記録した追尾アンテナ駆動指令値と、上記信号発生器により生成した試験用和信号から再生した搬送波を基準に試験用差信号を同期検波する追尾受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値とが概ね一致するように、上記試験用和信号と上記試験用差信号とを位相調整する同期検波位相調整ステップとを備えたものである。
【０００９】
請求項２の発明に係る追尾アンテナ装置は、移動物体からの電波を追尾受信する追尾アンテナと、この追尾アンテナにより受信した電波を追尾用和信号と追尾用差信号に分配する給電回路と、追尾用和信号及び追尾用差信号を周波数変換する周波数変換器と、周波数変換された追尾用和信号から再生した搬送波を基準に追尾用差信号を位相同期検波し、追尾アンテナ駆動指令値を出力する追尾受信回路と、周波数変換された追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相関検波し、追尾アンテナ駆動指令値を出力する相関検波受信回路と、高周波の試験用和信号と試験用差信号とを生成する信号発生器と、上記追尾アンテナにより太陽光を受信し、上記給電回路及び上記周波数変換器を介して出力される追尾用和信号と追尾用差信号とを上記相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相調整する第１の位相器と、上記信号発生器により生成した試験用和信号及び試験用差信号を上記周波数変換器及び上記第１の位相器を介して上記相関検波受信回路により受信する際の上記試験用差信号の位相を設定する第２の位相器と、上記第２の位相器により位相設定された試験用和信号と試験用差信号とを上記追尾受信回路により受信して出力される追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相調整する第３の位相器とを備えたものである。
【００１０】
請求項３の発明に係るアンテナ追尾回路の位相調整方法は、追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相関検波する相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値に基づき、受信した太陽光から生成される追尾用和信号と追尾用差信号とを位相調整する相関検波位相調整ステップと、この相関検波位相調整ステップにより位相調整した位相設定値によって、信号発生器により生成した中間周波数の試験用和信号と試験用差信号とを位相調整し、上記相関検波受信回路により相関検波受信してその相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値を記録する試験信号相関検波ステップと、この試験信号相関検波ステップにおいて記録した追尾アンテナ駆動指令値と、上記信号発生器により生成した試験用和信号から再生した搬送波を基準に試験用差信号を同期検波する追尾受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値とが概ね一致するように、上記試験用和信号と上記試験用差信号とを位相調整する同期検波位相調整ステップとを備えたものである。
【００１１】
請求項４の発明に係る追尾アンテナ装置は、移動物体からの電波を追尾受信する追尾アンテナと、この追尾アンテナにより受信した電波を追尾用和信号と追尾用差信号に分配する給電回路と、追尾用和信号及び追尾用差信号を周波数変換する周波数変換器と、周波数変換された追尾用和信号から再生した搬送波を基準に追尾用差信号を位相同期検波し、追尾アンテナ駆動指令値を出力する追尾受信回路と、周波数変換された追尾用和信号を基準に追尾用差信号を相関検波し、追尾アンテナ駆動指令値を出力する相関検波受信回路と、中間周波数の試験用和信号と試験用差信号とを生成する信号発生器と、上記追尾アンテナにより太陽光を受信し、上記給電回路及び上記周波数変換器を介して出力される追尾用和信号と追尾用差信号とを上記相関検波受信回路が出力する追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相調整する第１の位相器と、上記信号発生器により生成した試験用和信号及び試験用差信号を上記第１の位相器を介して上記相関検波受信回路により受信する際の上記試験用差信号の位相を設定する第２の位相器と、上記第２の位相器により位相設定された試験用和信号と試験用差信号とを上記追尾受信回路により受信して出力される追尾アンテナ駆動指令値に基づいて位相調整する第３の位相器とを備えたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るアンテナ追尾回路の位相調整方法、及びその方法を用いた追尾アンテナ装置を図１及び図２によって説明する。図１は実施の形態１に係る追尾アンテナ装置の構成を示すブロック図、図２は実施の形態１に係るアンテナ追尾回路の位相調整方法のフローを示すフローチャートである。
【００１４】
図１において、１７は太陽、１８は太陽光である。太陽光１８は太陽から放出される電波を含んでおり、数１０ＧＨｚ以上までの周波数帯の電力を有している。この太陽光１８は、衛星通信に使用されている周波数（１ＧＨｚ〜２６ＧＨｚ）における追尾アンテナによる受信において、十分な電力量を有している。１９は相関検波方式により受信する相関検波受信回路であり、２０は位相器である。２１は周波数変換器９により周波数変換された追尾用和信号５の出力を追尾受信回路１１又は相関検波受信回路１９へ切り換える切替器、２２は周波数変換器９により周波数変換された追尾用差信号６の出力を位相器１０又は位相器２０へ切り換える切替器である。２３は高周波の試験信号を発生する信号発生器であり、２４は追尾用和信号と追尾用差信号に相当する高周波信号に分配する分配器である。２５は分配器２４から出力される試験用和信号であり、２６は分配器２４から出力される試験用差信号である。２７は試験用差信号２６の振幅を減衰する減衰器であり、２８は試験用差信号の位相を設定する位相器である。２９はＬＮＡ７への入力を給電回路４又は分配器２４に切り換える切替器、３０はＬＮＡ８への入力を給電装置４又は位相器２８に切り換える切替器である。３１及び３２は相関検波受信回路１９が生成する追尾アンテナ駆動指令値であり、３１はＡＺ駆動指令値、３２はＥＬ駆動指令値である。図１において、図６と同一符号を付した回路は図６におけるそれらの回路と同等若しくは相当な回路であることを示す。
【００１５】
次に実施の形態１に係るアンテナ追尾回路の位相調整について説明する。図２は位相調整の処理の流れを示すフローチャートである。まず、図２のステップＳ１において、太陽光１８により相関検波受信回路１９の位相調整を行う。太陽１７からは太陽光が照射されるが、この太陽光１８に含まれる電波をアンテナ２により受信する。受信する電波は雑音状であり位相のコヒーレンシが無いので、位相同期受信方式による追尾受信装置１１では受信することができない。そこで、この太陽光１８を受信すべく相関検波受信回路１９を使用する。このステップＳ１においては、切替器２９及び切替器３０はそれぞれ２９ａ側及び３０ａ側に接続し、切替器２１及び切替器２２はそれぞれ２１ａ側及び２２ａ側に接続する。太陽１７に対してアンテナ２を強制的にアジマス方向あるいはエレベーション方向に駆動すると、給電回路４からはその駆動に合わせて追尾用和信号５と追尾用差信号６とが出力される。この追尾用和信号５及び追尾用差信号６とを低雑音増幅器７及び低雑音増幅器８により低雑音増幅した後、周波数変換器９によりダウンコンバートし、相関検波受信回路１９により相関検波して誤差信号を生成する。相関検波受信回路１９は追尾用和信号５を搬送波再生せずに、追尾用差信号６の検波基準とすることにより相関検波を行う。この相関検波により得られた誤差信号は、従来の技術において説明したように、追尾アンテナ２のアンテナビーム中心方向に対する電波入力源（ステップＳ１では太陽が電波入力源になる）の移動角度を振幅とし、その電波入力源の移動方向を位相とするものである。この誤差信号に基づいて相関検波受信回路１９は、ＡＺ駆動指令値３１とＥＬ駆動指令値３２とを出力する。ここで追尾用和信号５と追尾用差信号６とは、低雑音増幅器７及び８や、周波数変換器９等の複雑な回路系を経るので、両信号の位相を位相器２０により調整する。即ち、追尾アンテナ２を強制的にアジマス方向に駆動した場合にはＡＺ駆動指令値３１のみが、追尾アンテナ２を強制的にエレベーション方向に駆動した場合にはＥＬ駆動指令値３２のみが相関検波受信回路１９から出力されるように位相器２０を調整する。これは従来の技術において説明した図７の出力が得られるように調整することと同様である。
【００１６】
次に図２のステップＳ２において、信号発生器２３において生成した高周波の試験信号によって駆動指令基準値を取得する。ステップＳ１において、相関検波受信回路１９は位相が調整されており、この相関検波受信回路１９により信号発生器２３からの試験信号を受信する。このとき、切替器２９及び切替器３０はそれぞれ２９ｂ側及び３０ｂ側へ接続し、切替器２１及び切替器２２はそれぞれ２１ａ側及び２２ａ側へ接続する。信号発生器２３は高周波の試験信号を出力し、これを分配器２４に入力し、分配器２４にて２分配する。２分配された一方の高周波信号は、減衰器２７及び位相器２８により、振幅及び位相を変化させる。このようにして、試験信号から試験用和信号２５と試験用差信号２６とを生成し、試験用差信号２６の振幅及び位相が試験用和信号２５のそれらと異なるように減衰器２７及び位相器２８を設定することにより、受信電波の方向が追尾アンテナ２のビーム中心からずれた状態を模擬する。上述のようにステップＳ１において相関検波受信回路１９は位相器２０によって位相調整されているので、低雑音増幅器７及び８、周波数変換器９を介して試験用和信号２５及び試験用差信号２６を相関検波受信回路１９により受信すると、試験信号に対応するＡＺ駆動指令値３１とＥＬ駆動指令値３２が出力される。このとき、減衰器２７及び位相器２８の設定状態と、相関検波受信回路１９からのＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２とを対応させて記録する。なお、信号発生器２３は、搬送波成分が存在するＰＭ（ＰｈａｓｅＭｏｄｕｒａｔｉｏｎ）信号、又はＣＷ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｓＷａｖｅ）信号等であり、これらの信号は相関検波受信及び位相同期検波受信が可能である。
【００１７】
次に図２のステップＳ３において、追尾受信回路１１の位相調整を行う。この位相調整は信号発生器２３からの試験信号を追尾受信回路１１により受信して行う。切替器２９及び切替器３０はそれぞれ２９ｂ側及び３０ｂ側へ接続し、切替器２１及び切替器２２はそれぞれ２１ｂ側及び２２ｂ側へ接続する。ステップＳ２において、減衰器２７及び位相器２８の設定状態に対応してＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２の出力を記録したが、同じ減衰器２７及び位相器２８の設定に対して、ＡＺ駆動指令値３１とＡＺ駆動指令値１３とが概ね一致し、ＥＬ駆動指令値３２とＥＬ駆動指令値１４とが概ね一致するように位相器１０を調整する。
【００１８】
以上のように位相調整を行うことにより、校正塔１５などからの擬似信号１６を使用することなく追尾アンテナ装置を位相調整することができる。なお、位相器１０での位相調整量の設定例を図３に示す。図３はこの追尾アンテナ装置が受信する信号帯域として例えば２２００ＭＨｚ〜２３００ＭＨｚ帯を仮定し、この帯域における位相調整量を設定したものである。
【００１９】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るアンテナ追尾回路の位相調整方法、及びその方法を用いた追尾アンテナ装置を図４によって説明する。図４は実施の形態２に係る追尾アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図４において、３３は中間周波数の試験信号を発生する信号発生器であり、３４は追尾用和信号と追尾用差信号に相当する中間周波数信号に分配する分配器である。３５は分配器３４から出力される試験用和信号であり、３６は試験用差信号である。試験用差信号３６は、分配器３４の出力の振幅を減衰させ、位相調整されているものである。３７は試験用差信号３６の振幅を減衰する減衰器、３８は試験用差信号の位相を調整する位相器である。３９は追尾受信回路１１又は相関検波受信回路１９への入力を周波数変換器９又は分配器３４に切り換える切替器、４０は追尾受信回路１１又は相関検波受信回路１９への入力を周波数変換器９又は位相器３８に切り換える切替器である。４１はスイッチ３９の出力を追尾受信回路１１又は相関検波受信回路１９へ切り替える切替器、４２はスイッチ４０の出力を位相器１０又は位相器２０へ切り替える切替器である。なお、図４において図１と同一の符号を付した回路は図１のそれらと同等又は相当する回路を示す。
【００２１】
次に実施の形態２に係るアンテナ追尾回路の位相調整について説明する。位相調整の処理の流れは図２に示したフローチャートによる。まず、図２のステップＳ１において、太陽光１８により相関検波受信回路１９の位相調整を行う。太陽１７からは太陽光が照射されるが、この太陽光１８に含まれる電波をアンテナ２により受信する。受信する電波は雑音状であり位相のコヒーレンシが無いので、位相同期受信方式による追尾受信装置１１では受信することができない。そこで、この太陽光１８を受信すべく相関検波受信回路１９を使用する。このステップＳ１においては、図３に示す切替器３９及び切替器４０はそれぞれ３９ａ側及び４０ａ側に接続し、切替器４１及び切替器４２はそれぞれ４１ａ側及び４２ａ側に接続する。太陽１７に対してアンテナ２を強制的にアジマス方向あるいはエレベーション方向に駆動すると、給電回路４からはその駆動に合わせて追尾用和信号５と追尾用差信号６とが出力される。この追尾用和信号５及び追尾用差信号６とを低雑音増幅器７及び低雑音増幅器８により低雑音増幅した後、周波数変換器９によりダウンコンバートし、相関検波受信回路１９により相関検波して誤差信号を生成する。相関検波受信回路１９は追尾用和信号５を搬送波再生せずに、追尾用差信号６の検波基準とすることにより相関検波を行う。この相関検波により得られた誤差信号は、従来の技術において説明したように、追尾アンテナ２のアンテナビーム中心方向に対する電波入力源（ステップＳ１では太陽が電波入力源になる）の移動角度を振幅とし、その電波入力源の移動方向を位相とするものである。この誤差信号に基づいて相関検波受信回路１９は、ＡＺ駆動指令値３１とＥＬ駆動指令値３２とを出力する。ここで追尾用和信号５と追尾用差信号６とは、低雑音増幅器７及び８や、周波数変換回路９等の複雑な回路系を経るので、両信号の位相を位相器２０により調整する。即ち、追尾アンテナ２を強制的にアジマス方向に駆動した場合にはＡＺ駆動指令値３１のみが、追尾アンテナ２を強制的にエレベーション方向に駆動した場合にはＥＬ駆動指令値３２のみが相関検波受信装置１９から出力されるように位相器２０を調整する。これは従来の技術において説明した図２の出力が得られるように調整することと同様である。
【００２２】
次に図２のステップＳ２において、信号発生器３３において生成した高周波の試験信号によって駆動指令基準値を取得する。ステップＳ１において、相関検波受信回路１９は位相が調整されており、この相関検波受信回路１９により信号発生器３３からの試験信号を受信する。このとき、切替器３９及び切替器４０はそれぞれ３９ｂ側及び４０ｂ側へ接続し、切替器４１及び切替器４２はそれぞれ４１ａ側及び４２ａ側へ接続する。信号発生器３３は中間周波数の試験信号を出力し、これを分配器３４に入力し、分配器３４にて２分配する。２分配された一方の中間周波数信号は、減衰器３７及び位相器３８により、振幅及び位相を変化させる。このようにして、試験信号から試験用和信号３５と試験用差信号３６とを生成し、試験用差信号３６の振幅及び位相が試験用和信号３５のそれらと異なるように減衰器３７及び位相器３８を設定することにより、受信電波の方向が追尾アンテナ２のビーム中心からずれた状態を模擬する。上述のようにステップＳ１において相関検波受信回路１９は位相器２０によって位相調整されているので、低雑音増幅器７及び８、周波数変換器９を介して試験用和信号３５及び試験用差信号３６を相関検波受信回路１９により受信すると、試験信号に対応するＡＺ駆動指令値３１とＥＬ駆動指令値３２が出力される。このとき、減衰器３７及び位相器３８の設定状態と、相関検波受信回路１９からのＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２とを対応させて記録する。なお、信号発生器３３は、搬送波成分が存在するＰＭ（ＰｈａｓｅＭｏｄｕｒａｔｉｏｎ）信号、又はＣＷ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｓＷａｖｅ）信号等であり、これらの信号は相関検波受信及び位相同期検波受信が可能である。
【００２３】
次に図２のステップＳ３において、追尾受信回路１１の位相調整を行う。この位相調整は信号発生器３３からの試験信号を追尾受信回路１１により受信して行う。切替器３９及び切替器４０はそれぞれ３９ｂ側及び４０ｂ側へ接続し、切替器４１及び切替器４２はそれぞれ４１ｂ側及び４２ｂ側へ接続する。ステップＳ２において、減衰器３７及び位相器３８の設定状態に対応してＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２の出力を記録したが、同じ減衰器３７及び位相器３８の設定に対して、ＡＺ駆動指令値３１とＡＺ駆動指令値１３とが概ね一致し、ＥＬ駆動指令値３２とＥＬ駆動指令値１４とが概ね一致するように位相器１０を調整する。
【００２４】
以上のように位相調整を行うことにより、校正塔１５などからの擬似信号１６を使用することなく追尾アンテナ装置を位相調整することができる。また、実施の形態２では、位相調整を中間周波数信号で行うので、その調整に使用する試験信号の周波数を固定して位相調整することができる。なお、上記の実施の形態１及び実施の形態２においては、追尾受信回路１１には位相器１０、相関検波受信回路１９には位相器２０を設けているが、この追尾受信回路１１と相関検波受信回路１９との位相特性を一致させた場合には、位相器１０と位相器２０は共用することができる。
【００２５】
実施の形態３．
上記の実施の形態１及び実施の形態２により、太陽光を使用した追尾アンテナ装置の位相調整が行えるが、この位相調整された追尾アンテナ装置の特定座標系におけるアンテナ角度の校正を相関検波受信回路１９を用いて行うこともできる。図５は、この発明の実施の形態３に係る追尾アンテナ装置の構成を示すブロック図である。図５は図１に示した実施の形態１の追尾アンテナ装置において、座標位置の校正機能を追加するものである。同様な構成により図４に示した実施の形態２の追尾アンテナ構成にこの機能を追加することができる。図５において、相関検波受信回路１９の出力であるＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２を駆動制御装置１２へ入力する。４３は移動物体が移動する軌道を演算する軌道演算装置である。図５において図１と同一の符号を付した回路は、図１のそれらの回路と同一又は相当な回路を示す。
【００２６】
追尾アンテナ装置は移動体を追跡する機能を有するが、事前に移動体の移動する軌道が運用計画により明らかな場合がある。例えば地球を周回する人工衛星は予め衛星の周回軌道を予測することが可能である。この場合、時々刻々のアンテナの向くべき方向、すなわち移動物体が存在する方向を軌道演算装置４３から得ることによって、計算機プログラムによる自動追尾を行うことができる。そのためには、アンテナの方向を軌道演算装置４３で使用するような特定の座標系に対応して駆動する必要がある。この特定の座標系は天文学的に定められる座標系である。そこで、図６においてＡＺ駆動指令値３１とＥＬ駆動指令値３２を駆動制御装置１２に入力し、切替器２９及び切替器３０をそれぞれ２９ａ側及び３０ａ側へ接続し、切替器２１及び切替器２２をそれぞれ２１ａ側及び２２ａ側へ接続して、太陽光を追尾受信する。追尾に使用する受信回路は相関検波受信回路１９であり、すでに図２に示すステップＳ１の位相調整は行われているものとする。この追尾受信により太陽光を追尾した時の、時刻と追尾アンテナ装置のＡＺ角度及びＥＬ角度を記録する。ここでＡＺ角度及びＥＬ角度は、アンテナ駆動の際のアジマス駆動軸まわりの角度、及びエレベーション駆動軸まわりの角度のことであり、これらはアンテナ駆動軸に設けた角度エンコーダ等の計測器により計測されるものである。追尾アンテナ装置には駆動角度を計測するために、角度エンコーダ等の角度読取装置が一般的に設けられている。太陽の位置は、追尾アンテナ装置で定めた特定の座標系において、ある時刻に必ず１点に位置する。したがって、太陽光追尾時の時刻における天文学的に計算される上記特定の座標系上での太陽の位置と角度読取装置により計測したＡＺ角度及びＥＬ角度を対応させることによって校正することができる。同様に実施の形態２についても、相関検波受信回路１９が出力するＡＺ駆動指令値３１及びＥＬ駆動指令値３２を駆動制御回路１２へ入力することにより、上記の校正が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
この発明の請求項１及び請求項２に係る発明によれば、太陽光を相関検波して位相調整した受信回路によって、信号発生器が生成した試験信号を受信し、その試験信号を追尾受信回路によって受信して位相調整するので、校正塔からの擬似信号を使用することなくアンテナ追尾回路の位相調整を行うことができる。
【００２８】
この発明の請求項３及び請求項４に係る発明によれば、太陽光を相関検波して位相調整した受信回路によって、信号発生器が生成した中間周波数の試験信号を受信し、その試験信号を追尾受信回路によって受信して位相調整するので、校正塔からの擬似信号を使用することなくアンテナ追尾回路の位相調整を行うことができるとともに、試験信号の周波数を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るアンテナ追尾回路の位相調整方法のフローを示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装置が受信する信号帯域における位相調整量を模式的に示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る追尾アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係る追尾アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来のアンテナ追尾回路の位相調整方法を用いた追尾アンテナ装置の構成を示すブロック図である。
【図７】アンテナ追尾回路の位相が調整されている場合のアンテナ駆動指令値を示す模式図である。
【図８】アンテナ追尾回路の位相が調整されていない場合のアンテナ駆動指令値を示す模式図である。
【符号の説明】
２追尾アンテナ
４給電回路
９周波数変換器
１０第３の位相器（単に「位相器」と図示。）
１１追尾受信回路
１９相関検波受信回路
２０第１の位相器（単に「位相器」と図示。）
２３、３３信号発生器
２８、３８第２の位相器（単に「位相器」と図示。）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for adjusting the phase of an antenna tracking circuit of a ground station communication antenna that receives a radio wave from a moving object such as a satellite or a rocket, and a tracking antenna device using the method.
[0002]
[Prior art]
FIG. 6 shows a configuration of a tracking antenna apparatus using a conventional antenna tracking circuit phase adjustment method. Reference numeral 1 denotes a moving object such as a satellite or a rocket, 2 denotes a tracking antenna for tracking the moving object 1, and 3 denotes a radio wave from the moving object 1. Radio communication is performed between the moving object 1 and the tracking antenna 2 using the radio wave 3. Reference numeral 4 denotes a power feeding device that feeds microwave power to the tracking antenna. In the automatic tracking method developed for the radar system, the tracking antenna 2 has a configuration in which a plurality of tracking horns are provided around the main horn for communication, for example. A sum signal, a difference signal, or the like of each received power of the tracking horn is derived by an auxiliary power feeding system provided in the power feeding circuit 4 and the direction of the moving object 1 is measured. This tracking direction measurement method is called a multi-horn method, and other automatic tracking methods include a high-order mode method and a combination method. Reference numerals 5 and 6 denote a tracking sum signal and a tracking difference signal that are derived by the power feeding circuit 4 by receiving the radio wave 3 for tracking control of the antenna in such an automatic tracking system. 7 is a low noise amplifier for amplifying the tracking sum signal 5, and 8 is a low noise amplifier for amplifying the tracking difference signal. 9 is a frequency converter for down-converting from a high frequency to an intermediate frequency, 10 is a phase shifter, and 11 is a tracking antenna drive from the tracking sum signal 5 and the tracking difference signal 6 down-converted to the intermediate frequency by the frequency converter 9. It is a tracking receiving circuit that generates a command value. Reference numeral 12 denotes a drive control circuit that drives and controls the tracking antenna 2. 13 is an AZ drive command value for driving the antenna around the azimuth axis, and 14 is an EL drive command value for driving the antenna around the elevation axis, both of which are given as DC voltage values. It is done. The tracking antenna drive command value includes the AZ drive command value 13 and the EL drive command value 14.
[0003]
The tracking receiving circuit 11 uses the moving angle of the moving object 1 (the moving angle of the moving object 1 from the center of the antenna beam of the tracking antenna 2) as an amplitude based on the tracking sum signal and the tracking difference signal. An error signal whose phase is the moving direction of is generated. That is, the error signal is generated by reproducing the carrier wave from the tracking sum signal by the phase / amplitude synchronization method and detecting the tracking difference signal using the reproduced carrier wave as a detection reference. Here, the phase constitutes one period, for example, with the AZ + direction being 0 phase, the EL + direction being 90 °, the AZ− direction being 180 °, and the EL− direction being 270 °. By specifying an arbitrary point on the AZ-EL plane based on the phase and amplitude of this error signal, the moving angle and moving direction of the moving object 1 from the center of the antenna beam of the tracking antenna 2 are specified.
[0004]
The AZ drive designation value 13 and the EL drive command value 14 for actually driving the antenna are obtained from the AZ axis component and the EZ axis component of the error signal. The AZ drive command value 13 and the EL drive command value 14 are output from the tracking receiver as values that are substantially proportional to the moving angle of the moving object 1 from the center of the antenna beam of the tracking antenna 2. For example, as shown in FIG. 7, when the tracking antenna 2 is forcibly driven in the EL direction, only the EL drive command value is output from the tracking receiving circuit 11, and when the tracking antenna 2 is forcibly driven in the AZ direction, AZ driving is performed. Only the command value is output from the tracking receiving circuit 11.
[0005]
The tracking sum signal 5 and the tracking difference signal 6 are out of phase with each other through a complicated circuit system such as the low noise amplifiers 7 and 8 and the frequency converter 9. It is necessary to adjust the phase. If this phase adjustment is not correct, for example, the drive command value as shown in FIG. 7 is different from the state where the drive command value should appear on each axis, and an angle shift corresponding to the phase shift as shown in FIG. become. For example, when the tracking antenna 2 is forcibly driven in the EL direction, not only the EL drive command value but also the AZ drive command value occurs. Similarly, when the tracking antenna 3 is forcibly driven in the AZ direction, not only the AZ drive command value but also the EL drive command value is generated.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In order to prevent such a phase shift from occurring, in the conventional tracking antenna apparatus, the phase adjustment is performed by the pseudo signal 16 from the calibration tower 15 as shown in FIG. From the calibration tower 15, a pseudo signal 16 equivalent to the radio signal from the moving object 1 is transmitted, received by the tracking antenna 2, and the phase of the phase shifter 10 is adjusted. However, according to this method, first, the calibration tower 15 must be installed in a place where the tracking antenna 2 can be sufficiently seen through radio waves. That is, a sufficient height that can be seen from the tracking antenna 2 and a sufficient distance that the pseudo signal 16 from the calibration tower 16 becomes a far field (the distance between the tracking antenna 2 and the calibration tower 15 is several kilometers in the satellite communication in the GHz band). .) Is necessary, and there is a problem that the installation of the calibration tower 15 is restricted. On the contrary, this problem is also a problem that the installation condition of the calibration tower 15 is a restriction condition for the installation of the tracking antenna 2. Furthermore, the pseudo signal generator for generating and transmitting the pseudo signal needs to simulate the modulation format, polarization, frequency, and the like of the radio wave from the moving object 1, and the cost spent on the calibration tower 15 and the pseudo signal generator. There was also a problem of becoming expensive.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems. The phase of an antenna tracking circuit that receives radio waves from a moving object and performs antenna tracking without using a calibration tower or a pseudo signal generator. It is an object to obtain an adjustment method and a tracking antenna device using the method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The phase adjustment method of the antenna tracking circuit according to the first aspect of the invention is based on the received sunlight based on the tracking antenna drive command value output by the correlation detection receiving circuit that correlatively detects the tracking difference signal with reference to the tracking sum signal. Correlation detection phase adjustment step that adjusts the phase of the tracking sum signal and tracking difference signal generated from the signal, and the test sum signal generated by the signal generator using the phase setting value that is phase-adjusted by this correlation detection phase adjustment step And a test signal correlation detection step for phase-adjusting the test difference signal and receiving the correlation detection by the correlation detection receiving circuit and recording the tracking antenna drive command value output by the correlation detection receiving circuit, and the test signal correlation detection The test difference signal based on the carrier wave reproduced from the tracking antenna drive command value recorded in the step and the test sum signal generated by the signal generator. And a synchronous detection phase adjustment step for adjusting the phase of the test sum signal and the test difference signal so that the tracking antenna drive command value output by the tracking receiver circuit for synchronous detection is substantially the same. is there.
[0009]
A tracking antenna apparatus according to a second aspect of the invention includes a tracking antenna that tracks and receives a radio wave from a moving object, a power feeding circuit that distributes the radio wave received by the tracking antenna to a tracking sum signal and a tracking difference signal, and a tracking A frequency converter that converts the frequency of the sum signal for tracking and the difference signal for tracking, and phase-synchronized detection of the tracking difference signal based on the carrier wave reproduced from the frequency-converted sum signal for tracking, and outputs a tracking antenna drive command value A tracking reception circuit, a correlation detection receiving circuit that correlates a tracking difference signal based on the frequency-converted tracking sum signal, and outputs a tracking antenna drive command value, a high-frequency test sum signal, and a test difference signal And a signal generator for generating the tracking signal and the tracking antenna to receive the sunlight and output the sum signal for tracking and the difference signal for tracking output from the power feeding circuit and the frequency converter to the correlation detector. A first phase shifter that adjusts a phase based on a tracking antenna drive command value output from a receiving circuit; and a test sum signal and a test difference signal generated by the signal generator, the frequency converter and the first phase. A second phase shifter for setting a phase of the test difference signal when received by the correlation detection receiving circuit via a detector, and a test sum signal and a test difference set by the second phase shifter And a third phase shifter that adjusts the phase based on a tracking antenna drive command value that is received and output by the tracking receiving circuit.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for adjusting the phase of an antenna tracking circuit based on a tracking antenna drive command value output by a correlation detection receiving circuit that correlates and detects a tracking difference signal with reference to a tracking sum signal. A phase detection step for adjusting the phase of the tracking sum signal and the tracking difference signal generated from the signal, and a test of the intermediate frequency generated by the signal generator using the phase setting value adjusted in phase by the correlation detection phase adjustment step. A test signal correlation detection step that adjusts the phase of the sum signal for testing and the difference signal for testing, receives the correlation detection by the correlation detection receiving circuit, and records the tracking antenna drive command value output by the correlation detection receiving circuit; Based on the tracking antenna drive command value recorded in the signal correlation detection step and the carrier wave reproduced from the test sum signal generated by the signal generator. A synchronous detection phase adjusting step for adjusting the phase of the test sum signal and the test difference signal so that the tracking antenna drive command value output by the tracking receiving circuit for synchronously detecting the test difference signal is substantially the same. It is provided.
[0011]
A tracking antenna device according to a fourth aspect of the invention includes a tracking antenna that tracks and receives a radio wave from a moving object, a power feeding circuit that distributes the radio wave received by the tracking antenna to a tracking sum signal and a tracking difference signal, and a tracking A frequency converter that converts the frequency of the sum signal for tracking and the difference signal for tracking, and phase-synchronized detection of the tracking difference signal based on the carrier wave reproduced from the frequency-converted sum signal for tracking, and outputs a tracking antenna drive command value A tracking reception circuit, a correlation detection receiving circuit that correlates and detects a tracking difference signal based on the frequency-converted tracking sum signal, and outputs a tracking antenna drive command value, an intermediate frequency test sum signal, and a test difference A signal generator that generates a signal and sunlight received by the tracking antenna, and the tracking sum signal and the tracking difference signal output via the power feeding circuit and the frequency converter A first phase shifter that adjusts the phase based on the tracking antenna drive command value output from the detection receiving circuit, and the test sum signal and the test difference signal generated by the signal generator via the first phase shifter. A second phase shifter for setting a phase of the test difference signal when received by the correlation detection receiving circuit; and a test sum signal and a test difference signal phase-set by the second phase shifter. And a third phase shifter that adjusts the phase based on the tracking antenna drive command value received and output by the tracking receiving circuit.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
A phase adjustment method for an antenna tracking circuit and a tracking antenna device using the method according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the tracking antenna device according to the first embodiment, and FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the phase adjustment method of the antenna tracking circuit according to the first embodiment.
[0014]
In FIG. 1, 17 is the sun and 18 is sunlight. The sunlight 18 includes radio waves emitted from the sun, and has power in a frequency band up to several tens of GHz or more. The sunlight 18 has a sufficient amount of power for reception by the tracking antenna at a frequency (1 GHz to 26 GHz) used for satellite communication. Reference numeral 19 denotes a correlation detection receiving circuit that receives signals by the correlation detection method, and 20 denotes a phase shifter. 21 is a switch for switching the output of the tracking sum signal 5 frequency-converted by the frequency converter 9 to the tracking receiving circuit 11 or the correlation detection receiving circuit 19, and 22 is a tracking difference signal 6 frequency-converted by the frequency converter 9. Is a switching device that switches the output of the output to the phase shifter 10 or the phase shifter 20. Reference numeral 23 denotes a signal generator that generates a high-frequency test signal, and reference numeral 24 denotes a distributor that distributes the high-frequency signal corresponding to the tracking sum signal and the tracking difference signal. 25 is a test sum signal output from the distributor 24, and 26 is a test difference signal output from the distributor 24. Reference numeral 27 denotes an attenuator that attenuates the amplitude of the test difference signal 26, and reference numeral 28 denotes a phaser that sets the phase of the test difference signal. Reference numeral 29 denotes a switch for switching the input to the LNA 7 to the power feeding circuit 4 or the distributor 24, and reference numeral 30 denotes a switch for switching the input to the LNA 8 to the power feeding device 4 or the phase shifter 28. 31 and 32 are tracking antenna drive command values generated by the correlation detection receiving circuit 19, 31 is an AZ drive command value, and 32 is an EL drive command value. In FIG. 1, circuits denoted by the same reference numerals as those in FIG. 6 are equivalent to or equivalent to those circuits in FIG.
[0015]
Next, phase adjustment of the antenna tracking circuit according to Embodiment 1 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a flow of phase adjustment processing. First, in step S 1 of FIG. 2, the phase of the correlation detection receiving circuit 19 is adjusted by sunlight 18. Sunlight is radiated from the sun 17, and radio waves included in the sunlight 18 are received by the antenna 2. Since the received radio wave is noise-like and has no phase coherency, it cannot be received by the tracking receiver 11 using the phase-synchronous reception method. Therefore, a correlation detection receiving circuit 19 is used to receive the sunlight 18. In step S1, the switch 29 and the switch 30 are connected to the 29a side and the 30a side, respectively, and the switch 21 and the switch 22 are connected to the 21a side and the 22a side, respectively. When the antenna 2 is forcibly driven in the azimuth direction or the elevation direction with respect to the sun 17, a tracking sum signal 5 and a tracking difference signal 6 are output from the power feeding circuit 4 in accordance with the driving. The tracking sum signal 5 and the tracking difference signal 6 are low-noise amplified by the low-noise amplifier 7 and the low-noise amplifier 8, down-converted by the frequency converter 9, and correlation-detected by the correlation-detecting receiving circuit 19. Generate a signal. The correlation detection receiving circuit 19 performs correlation detection by using the tracking sum signal 5 as a detection reference of the tracking difference signal 6 without reproducing the carrier wave. As described in the prior art, the error signal obtained by this correlation detection has the amplitude of the movement angle of the radio wave input source (the sun becomes the radio wave input source in step S1) with respect to the antenna beam center direction of the tracking antenna 2. The moving direction of the radio wave input source is the phase. Based on this error signal, the correlation detection receiving circuit 19 outputs an AZ drive command value 31 and an EL drive command value 32. Here, since the tracking sum signal 5 and the tracking difference signal 6 pass through complicated circuit systems such as the low noise amplifiers 7 and 8 and the frequency converter 9, the phases of both signals are adjusted by the phase shifter 20. That is, when the tracking antenna 2 is forcibly driven in the azimuth direction, only the AZ drive command value 31 is detected, and when the tracking antenna 2 is forcibly driven in the elevation direction, only the EL drive command value 32 is detected by correlation detection. The phase shifter 20 is adjusted so as to be output from the receiving circuit 19. This is the same as adjusting so as to obtain the output of FIG. 7 described in the prior art.
[0016]
Next, in step S 2 of FIG. 2, the drive command reference value is acquired from the high-frequency test signal generated by the signal generator 23. In step S1, the phase of the correlation detection receiving circuit 19 is adjusted, and the correlation detection receiving circuit 19 receives the test signal from the signal generator 23. At this time, the switch 29 and the switch 30 are connected to the 29b side and the 30b side, respectively, and the switch 21 and the switch 22 are connected to the 21a side and the 22a side, respectively. The signal generator 23 outputs a high-frequency test signal, inputs it to the distributor 24, and distributes it into two by the distributor 24. One of the two distributed high frequency signals is changed in amplitude and phase by an attenuator 27 and a phase shifter 28. In this way, the test sum signal 25 and the test difference signal 26 are generated from the test signal, and the attenuator 27 and the phase are set so that the amplitude and phase of the test difference signal 26 are different from those of the test sum signal 25. Setting the device 28 simulates a state in which the direction of the received radio wave is deviated from the beam center of the tracking antenna 2. As described above, since the phase of the correlation detection receiving circuit 19 is adjusted by the phase shifter 20 in step S1, the test sum signal 25 and the test difference signal 26 are supplied via the low noise amplifiers 7 and 8 and the frequency converter 9. When received by the correlation detection receiving circuit 19, an AZ drive command value 31 and an EL drive command value 32 corresponding to the test signal are output. At this time, the setting states of the attenuator 27 and the phase shifter 28 are recorded in association with the AZ drive command value 31 and the EL drive command value 32 from the correlation detection receiving circuit 19. The signal generator 23 is a PM (Phase Modulation) signal having a carrier wave component, a CW (Continuos Wave) signal, or the like, and these signals can be subjected to correlation detection reception and phase synchronization detection reception.
[0017]
Next, in step S3 in FIG. 2, the phase of the tracking receiving circuit 11 is adjusted. This phase adjustment is performed by receiving the test signal from the signal generator 23 by the tracking receiving circuit 11. The switch 29 and the switch 30 are connected to the 29b side and the 30b side, respectively, and the switch 21 and the switch 22 are connected to the 21b side and the 22b side, respectively. In step S2, the outputs of the AZ drive command value 31 and the EL drive command value 32 are recorded corresponding to the setting states of the attenuator 27 and the phase shifter 28. The phase shifter 10 is adjusted so that the AZ drive command value 31 and the AZ drive command value 13 substantially match and the EL drive command value 32 and the EL drive command value 14 substantially match.
[0018]
By performing the phase adjustment as described above, the tracking antenna device can be phase-adjusted without using the pseudo signal 16 from the calibration tower 15 or the like. An example of setting the phase adjustment amount in the phase shifter 10 is shown in FIG. FIG. 3 shows a case where, for example, a 2200 MHz to 2300 MHz band is assumed as a signal band received by the tracking antenna apparatus, and a phase adjustment amount in this band is set.
[0019]
Embodiment 2. FIG.
A phase adjustment method for an antenna tracking circuit and a tracking antenna apparatus using the method according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the tracking antenna apparatus according to the second embodiment.
[0020]
In FIG. 4, 33 is a signal generator for generating an intermediate frequency test signal, and 34 is a distributor for distributing the intermediate frequency signal corresponding to the tracking sum signal and the tracking difference signal. 35 is a test sum signal output from the distributor 34, and 36 is a test difference signal. The test difference signal 36 attenuates the amplitude of the output of the distributor 34 and is phase-adjusted. 37 is an attenuator that attenuates the amplitude of the test difference signal 36, and 38 is a phase adjuster that adjusts the phase of the test difference signal. 39 is a switch for switching the input to the tracking receiving circuit 11 or the correlation detection receiving circuit 19 to the frequency converter 9 or the divider 34, and 40 is the input to the tracking receiving circuit 11 or the correlation detection receiving circuit 19 to the frequency converter 9 or This is a switcher for switching to the phase shifter 38. 41 is a switch for switching the output of the switch 39 to the tracking reception circuit 11 or the correlation detection reception circuit 19, and 42 is a switch for switching the output of the switch 40 to the phase shifter 10 or the phase shifter 20. In FIG. 4, circuits denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 are equivalent to or correspond to those in FIG.
[0021]
Next, phase adjustment of the antenna tracking circuit according to the second embodiment will be described. The flow of the phase adjustment process is according to the flowchart shown in FIG. First, in step S 1 of FIG. 2, the phase of the correlation detection receiving circuit 19 is adjusted by sunlight 18. Sunlight is radiated from the sun 17, and radio waves included in the sunlight 18 are received by the antenna 2. Since the received radio wave is noise-like and has no phase coherency, it cannot be received by the tracking receiver 11 using the phase-synchronous reception method. Therefore, a correlation detection receiving circuit 19 is used to receive the sunlight 18. In step S1, the switch 39 and the switch 40 shown in FIG. 3 are connected to the 39a side and the 40a side, respectively, and the switch 41 and the switch 42 are connected to the 41a side and the 42a side, respectively. When the antenna 2 is forcibly driven in the azimuth direction or the elevation direction with respect to the sun 17, a tracking sum signal 5 and a tracking difference signal 6 are output from the power feeding circuit 4 in accordance with the driving. The tracking sum signal 5 and the tracking difference signal 6 are low-noise amplified by the low-noise amplifier 7 and the low-noise amplifier 8, down-converted by the frequency converter 9, and correlation-detected by the correlation-detecting receiving circuit 19. Generate a signal. The correlation detection receiving circuit 19 performs correlation detection by using the tracking sum signal 5 as a detection reference of the tracking difference signal 6 without reproducing the carrier wave. As described in the prior art, the error signal obtained by this correlation detection has the amplitude of the movement angle of the radio wave input source (the sun becomes the radio wave input source in step S1) with respect to the antenna beam center direction of the tracking antenna 2. The moving direction of the radio wave input source is the phase. Based on this error signal, the correlation detection receiving circuit 19 outputs an AZ drive command value 31 and an EL drive command value 32. Here, since the tracking sum signal 5 and the tracking difference signal 6 pass through complicated circuit systems such as the low noise amplifiers 7 and 8 and the frequency conversion circuit 9, the phases of both signals are adjusted by the phase shifter 20. That is, when the tracking antenna 2 is forcibly driven in the azimuth direction, only the AZ drive command value 31 is detected, and when the tracking antenna 2 is forcibly driven in the elevation direction, only the EL drive command value 32 is detected by correlation detection. The phase shifter 20 is adjusted so as to be output from the receiver 19. This is the same as adjusting so as to obtain the output of FIG. 2 described in the prior art.
[0022]
Next, in step S 2 of FIG. 2, the drive command reference value is acquired from the high-frequency test signal generated by the signal generator 33. In step S 1, the phase of the correlation detection receiving circuit 19 is adjusted, and the correlation detection receiving circuit 19 receives the test signal from the signal generator 33. At this time, the switch 39 and the switch 40 are connected to the 39b side and the 40b side, respectively, and the switch 41 and the switch 42 are connected to the 41a side and the 42a side, respectively. The signal generator 33 outputs an intermediate frequency test signal, which is input to the distributor 34 and is divided into two by the distributor 34. One of the two divided intermediate frequency signals is changed in amplitude and phase by an attenuator 37 and a phase shifter 38. In this way, the test sum signal 35 and the test difference signal 36 are generated from the test signal, and the amplitude and phase of the test difference signal 36 are different from those of the test sum signal 35. By setting the device 38, the state where the direction of the received radio wave is deviated from the beam center of the tracking antenna 2 is simulated. As described above, since the phase of the correlation detection receiving circuit 19 is adjusted by the phase shifter 20 in step S1, the test sum signal 35 and the test difference signal 36 are supplied via the low noise amplifiers 7 and 8 and the frequency converter 9. When received by the correlation detection receiving circuit 19, an AZ drive command value 31 and an EL drive command value 32 corresponding to the test signal are output. At this time, the setting states of the attenuator 37 and the phase shifter 38 are recorded in association with the AZ drive command value 31 and the EL drive command value 32 from the correlation detection receiving circuit 19. The signal generator 33 is a PM (Phase Modulation) signal having a carrier component, a CW (Continuos Wave) signal, or the like, and these signals can be subjected to correlation detection reception and phase synchronization detection reception.
[0023]
Next, in step S3 in FIG. 2, the phase of the tracking receiving circuit 11 is adjusted. This phase adjustment is performed by receiving the test signal from the signal generator 33 by the tracking receiving circuit 11. The switch 39 and the switch 40 are connected to the 39b side and the 40b side, respectively, and the switch 41 and the switch 42 are connected to the 41b side and the 42b side, respectively. In step S2, the outputs of the AZ drive command value 31 and the EL drive command value 32 are recorded corresponding to the setting states of the attenuator 37 and the phase shifter 38. The phase shifter 10 is adjusted so that the AZ drive command value 31 and the AZ drive command value 13 substantially match and the EL drive command value 32 and the EL drive command value 14 substantially match.
[0024]
By performing the phase adjustment as described above, the tracking antenna device can be phase-adjusted without using the pseudo signal 16 from the calibration tower 15 or the like. In the second embodiment, since the phase adjustment is performed with the intermediate frequency signal, the phase adjustment can be performed by fixing the frequency of the test signal used for the adjustment. In the first and second embodiments described above, the tracking reception circuit 11 is provided with the phase shifter 10 and the correlation detection reception circuit 19 is provided with the phase shifter 20. However, the tracking reception circuit 11 and the correlation detection are provided. When the phase characteristics of the receiving circuit 19 are matched, the phase shifter 10 and the phase shifter 20 can be shared.
[0025]
Embodiment 3 FIG.
According to the first embodiment and the second embodiment, the phase of the tracking antenna device using sunlight can be adjusted, and the correlation detection receiving circuit performs calibration of the antenna angle in the specific coordinate system of the tracking antenna device adjusted in phase. 19 can also be used. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a tracking antenna apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 5 adds a coordinate position calibration function to the tracking antenna apparatus of the first embodiment shown in FIG. This function can be added to the tracking antenna configuration of the second embodiment shown in FIG. 4 with a similar configuration. In FIG. 5, the AZ drive command value 31 and the EL drive command value 32 that are the outputs of the correlation detection receiving circuit 19 are input to the drive control device 12. Reference numeral 43 denotes a trajectory calculation device that calculates a trajectory along which the moving object moves. In FIG. 5, circuits denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or equivalent circuits as those circuits in FIG.
[0026]
Although the tracking antenna device has a function of tracking a moving object, the trajectory on which the moving object moves may be clear from the operation plan in advance. For example, an artificial satellite orbiting the earth can predict the orbit of the satellite in advance. In this case, automatic tracking by the computer program can be performed by obtaining from the trajectory calculation device 43 the direction in which the antenna should be pointed, that is, the direction in which the moving object exists. For this purpose, it is necessary to drive the antenna in correspondence with a specific coordinate system used in the trajectory calculation device 43. This particular coordinate system is an astronomical coordinate system. Therefore, in FIG. 6, the AZ drive command value 31 and the EL drive command value 32 are input to the drive control device 12, the switch 29 and the switch 30 are connected to the 29a side and the 30a side, respectively, and the switch 21 and the switch 22 are connected. Are connected to the 21a side and the 22a side, respectively, to track and receive sunlight. The receiving circuit used for tracking is the correlation detection receiving circuit 19, and the phase adjustment in step S1 shown in FIG. 2 has already been performed. The time, the AZ angle and the EL angle of the tracking antenna device when the sunlight is tracked by the tracking reception are recorded. Here, the AZ angle and the EL angle are the angle around the azimuth drive shaft and the angle around the elevation drive shaft when driving the antenna, and these are measured by a measuring instrument such as an angle encoder provided on the antenna drive shaft. It is what is done. In order to measure the driving angle, the tracking antenna device is generally provided with an angle reading device such as an angle encoder. The position of the sun is always located at one point at a certain time in a specific coordinate system defined by the tracking antenna device. Therefore, calibration can be performed by associating the sun position on the specific coordinate system calculated astronomically at the time of solar light tracking with the AZ angle and EL angle measured by the angle reading device. Similarly, in the second embodiment, the calibration can be performed by inputting the AZ drive command value 31 and the EL drive command value 32 output from the correlation detection receiving circuit 19 to the drive control circuit 12.
[0027]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, the test signal generated by the signal generator is received by the receiving circuit that is phase-detected by correlation detection of sunlight, and the test signal is received by the tracking receiving circuit. Therefore, the phase of the antenna tracking circuit can be adjusted without using the pseudo signal from the calibration tower.
[0028]
According to the third and fourth aspects of the present invention, the test signal of the intermediate frequency generated by the signal generator is received by the receiving circuit that is phase-adjusted by detecting the correlation of sunlight, and the test signal is Since the phase is adjusted by receiving by the tracking receiving circuit, the phase of the antenna tracking circuit can be adjusted without using the pseudo signal from the calibration tower, and the frequency of the test signal can be fixed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tracking antenna apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of an antenna tracking circuit phase adjustment method according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing a phase adjustment amount in a signal band received by the tracking antenna device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a tracking antenna apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a tracking antenna apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a tracking antenna device using a conventional antenna tracking circuit phase adjustment method;
FIG. 7 is a schematic diagram showing an antenna drive command value when the phase of the antenna tracking circuit is adjusted.
FIG. 8 is a schematic diagram showing an antenna drive command value when the phase of the antenna tracking circuit is not adjusted.
[Explanation of symbols]
2 Tracking antenna
4 Power supply circuit
9 Frequency converter
10 Third phase shifter (shown simply as “phase shifter”)
11 Tracking receiver circuit
19 Correlation detection receiving circuit
20 First phase shifter (shown simply as “phase shifter”)
23, 33 Signal generator
28, 38 Second phase shifter (shown simply as “phase shifter”)

Claims

Based on the tracking antenna drive command value output by the correlation detection receiving circuit that correlates the tracking difference signal with the tracking sum signal as a reference, the tracking sum signal generated from the received sunlight and the tracking difference signal are phased The correlation detection receiving circuit adjusts the phase of the test sum signal and the test difference signal generated by the signal generator according to the correlation detection phase adjustment step to be adjusted and the phase setting value adjusted in phase by the correlation detection phase adjustment step. A test signal correlation detection step for recording the tracking antenna drive command value output by the correlation detection reception circuit and output by the correlation detection receiving circuit, the tracking antenna drive command value recorded in the test signal correlation detection step, and the signal generator Tracking antenna drive output from tracking receiver circuit that synchronously detects test difference signal based on carrier wave regenerated from generated test sum signal As decree value and is roughly coincident, the phase adjustment method of an antenna tracking circuit, characterized in that a synchronous detection phase adjustment step of phase adjusting the sum signal and the difference signal for the test above test.

A tracking antenna for tracking and receiving radio waves from a moving object, a power feeding circuit that distributes the radio waves received by the tracking antenna to a tracking sum signal and a tracking difference signal, and frequency conversion of the tracking sum signal and tracking difference signal A frequency converter, a tracking receiving circuit that outputs a tracking antenna drive command value by phase-detecting a tracking difference signal based on a carrier wave reproduced from a frequency-converted tracking sum signal, and a frequency-converted tracking sum A correlation detection receiving circuit that correlates and detects a tracking difference signal based on the signal and outputs a tracking antenna drive command value; a signal generator that generates a high-frequency test sum signal and a test difference signal; and the tracking antenna The tracking antenna drive command that the correlation detection receiving circuit outputs the tracking sum signal and the tracking difference signal that are received through the power supply circuit and the frequency converter. A phase adjustment based on the first phase shifter, and the test sum signal and the test difference signal generated by the signal generator via the frequency converter and the first phase shifter by the correlation detection receiving circuit. A second phase shifter for setting the phase of the test difference signal at the time of reception, and a test sum signal set by the second phase shifter and the test difference signal are received by the tracking receiving circuit. And a third phase shifter that adjusts the phase based on the tracking antenna drive command value that is output in this manner.

Based on the tracking antenna drive command value output by the correlation detection receiving circuit that correlates the tracking difference signal with the tracking sum signal as a reference, the tracking sum signal generated from the received sunlight and the tracking difference signal are phased The correlation detection phase adjustment step to be adjusted and the phase setting value adjusted in phase by the correlation detection phase adjustment step are used to adjust the phase of the intermediate frequency test sum signal and the test difference signal generated by the signal generator, and A test signal correlation detection step for recording the tracking antenna drive command value output by the correlation detection reception circuit after receiving the correlation detection by the detection receiving circuit, the tracking antenna drive command value recorded in the test signal correlation detection step, and the signal Tracking output from tracking receiver circuit that synchronously detects test difference signal based on carrier recovered from test sum signal generated by generator Container as drive command value and is roughly coincident, the phase adjustment method of an antenna tracking circuit, characterized in that a synchronous detection phase adjustment step of phase adjusting the sum signal and the difference signal for the test above test.

A tracking antenna for tracking and receiving radio waves from a moving object, a power feeding circuit that distributes the radio waves received by the tracking antenna to a tracking sum signal and a tracking difference signal, and frequency conversion of the tracking sum signal and tracking difference signal A frequency converter, a tracking receiving circuit that outputs a tracking antenna drive command value by phase-detecting a tracking difference signal based on a carrier wave reproduced from a frequency-converted tracking sum signal, and a frequency-converted tracking sum A correlation detection receiving circuit that correlates and detects a tracking difference signal based on the signal and outputs a tracking antenna drive command value; a signal generator that generates an intermediate frequency test sum signal and a test difference signal; and the tracking Tracking antenna drive that receives sunlight from an antenna and outputs the sum signal for tracking and the difference signal for tracking output via the power feeding circuit and the frequency converter, from the correlation detection receiving circuit. When receiving the first phase shifter for adjusting the phase based on the command value, the test sum signal and the test difference signal generated by the signal generator by the correlation detection receiving circuit via the first phase shifter. A second phase shifter for setting the phase of the test difference signal, and a test sum signal set by the second phase shifter and the test difference signal received by the tracking receiving circuit and output. And a third phase shifter that adjusts the phase based on the tracking antenna drive command value.