JP4819848B2 - Polarization plane control antenna and calibration method of polarization plane control antenna - Google Patents

Polarization plane control antenna and calibration method of polarization plane control antenna Download PDF

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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 Document 1 and Non-Patent Document 2. Has been.

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２５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差を求め、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 Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 control the pass characteristics of the beam forming apparatus so as to be in an equal amplitude and equal phase state. As shown in FIG. The relative amplitude and phase difference are obtained by sequentially measuring the passing amplitude and phase between the input terminal of the beam forming device and each element antenna, and thereafter the amplitude and phase error compensation is performed in the beam forming device.

澤田 他、“技術試験衛星ＶＩＩＩ型（きく８号）通信系ミッションシステムのシステム試験概要報告”、第５１回宇宙科学技術連合講演会、１Ｊ１２、２００７年１０月Sawada et al., “System Test Summary Report for Engineering Test Satellite VIII (KIKU No. 8) Communication System Mission System”, 51st Space Science and Technology Conference, 1J12, October 2007 鈴木 他、“技術試験衛星ＶＩＩＩ型搭載ビーム形成装置２型の概要と基本動作の確認”、第５１回宇宙科学技術連合講演会、１Ｊ１４、２００７年１０月Suzuki et al., "Outline of beam forming device type 2 mounted on technology test satellite VIII and confirmation of basic operation", 51st Space Science and Technology Union Conference, 1J14, October 2007 江上 他、“多端子電力合成系マルチビーム送信系”、電子情報通信学会論文誌、Ｖｏｌ．Ｊ６９−Ｂ、Ｎｏ．２、ｐｐ．２０６−２１２Egami et al., “Multi-terminal power combining system and multi-beam transmission system”, IEICE Transactions, Vol. J69-B, no. 2, pp. 206-212

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２５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, an expensive microwave band measuring instrument, specifically a vector network analyzer shown in FIG. 25, a signal generator, a spectrum analyzer, and a frequency converter are used to measure the passing amplitude and phase. , 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.

また、電気的手法による偏波形成のためには、２偏波共用アンテナへの励振振幅位相を最適化することになり、よって、増幅器へ入力される信号の振幅は大きく異なる。このため、経路の校正がとれていても増幅器の非線形性の影響により、利得圧縮や位相変動が生じ、結果、振幅及び位相誤差が生じるという問題もある。これを解決するためには、増幅器へ入力する信号の振幅又は電力を抑え、利得の低下や、位相変化の発生しない線形領域で増幅器を使用すれば良いが、この場合、増幅器の使用効率が大きく低下することになる。   In addition, in order to form polarization by an electrical method, the excitation amplitude phase to the dual-polarized antenna is optimized, so that the amplitude of the signal input to the amplifier is greatly different. For this reason, even if the path is calibrated, there is a problem that gain compression and phase fluctuation occur due to the non-linearity of the amplifier, resulting in amplitude and phase errors. In order to solve this, it is sufficient to suppress the amplitude or power of the signal input to the amplifier, and to use the amplifier in a linear region in which the gain is not reduced or the phase change does not occur. Will be reduced.

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。また、増幅器の使用効率を低下させない校正方法を提供することも目的とする。   Accordingly, 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. Another object of the present invention is to provide a calibration method that does not reduce the use efficiency of the amplifier.

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入力される信号を２つの経路に分配して出力する分配部と、前記分配部が出力する各経路の信号を変換して、第１の経路及び第２の経路に出力する第１の９０度ハイブリッドと、前記第１の経路及び前記第２の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度ハイブリッドの２つの出力端子から出力される信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、前記第１の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第１の振幅位相制御部と、前記第２の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第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、分配部に入力した校正用信号が、第１の９０度ハイブリッドのいずれかの入力端子に入力される様に、分配部の偏波角を設定し、第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする第１の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量、並びに、第２の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量を求めて設定する第１の校正ステップと、前記第１の経路及び第２の経路の非線形補償を行うためのデータテーブルを作成する第２の校正ステップとを備えており、前記データテーブルは、前記第１の経路へ出力される信号電力に対して、第１の振幅位相制御部に設定する振幅及び位相変化量を示す第１のデータと、前記第２の経路へ出力される信号電力に対して、第２の振幅位相制御部に設定する振幅及び位相変化量を示す第２のデータとを含み、前記第１のデータは、分配部に入力した校正用信号が、第１の９０度ハイブリッドのいずれかの入力端子に入力される様に、分配部の偏波角を設定し、第２の振幅位相制御部が出力する校正用信号を０とし、前記第１の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、第１の経路の利得を測定して線形時利得として記憶し、校正用信号の電力を増加させて第１の経路を非線形動作させた後、第１の経路へ出力される信号電力を測定し、第１の経路の利得を線形時利得に一致させる第１の振幅位相制御部の振幅変化量を求め、第２の経路が線形動作となる範囲で第２の振幅位相制御部から校正用信号を出力させ、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない第２の９０度ハイブリッドの出力端子から出力される校正用信号を最小にする第１の振幅位相制御部の位相変化量を求めることにより取得することを特徴とする。 According to the calibration method of the polarization plane control antenna in the present invention,
A distribution unit that distributes and outputs an input signal based on a set polarization angle to two paths, and converts a signal of each path output by the distribution unit to generate a first path and a second path Output from two output terminals of the first 90-degree hybrid to be output to the second 90-degree hybrid, the second 90-degree hybrid for reconverting the signals of the first path and the second path, and the second 90-degree hybrid. A dual-polarized antenna that transmits signals with orthogonal polarizations, a first amplitude / phase control unit that changes the amplitude and phase of the signal passing through the first path, and the second path A polarization plane control antenna calibration method comprising: a second amplitude phase control unit that changes an amplitude and a phase of a passing signal, wherein the calibration signal input to the distribution unit is a first 90-degree hybrid Is input to one of the input terminals. Similarly, the first amplitude and phase control that sets the polarization angle of the distribution unit and minimizes the calibration signal output from the output terminal of the second 90-degree hybrid, which ideally does not output the calibration signal. The first calibration step for obtaining and setting the amplitude and phase change amount of the unit and the amplitude and phase change amount of the second amplitude phase control unit, and nonlinear compensation of the first path and the second path A second calibration step for creating a data table for the first amplitude phase control unit for the signal power output to the first path, and Including first data indicating a phase change amount and second data indicating an amplitude and a phase change amount set in a second amplitude phase control unit with respect to the signal power output to the second path. The first data is input to the distribution unit. The polarization angle of the distribution unit is set so that the calibration signal is input to one of the input terminals of the first 90-degree hybrid, and the calibration signal output by the second amplitude phase control unit is set to 0. The gain of the first path is measured and stored as a linear time gain with respect to the power of the calibration signal for which the first path is linearly operated, and the power of the calibration signal is increased to increase the power of the first path. After the non-linear operation, the signal power output to the first path is measured, the amplitude change amount of the first amplitude phase control unit that matches the gain of the first path with the linear gain, and the second When the second amplitude / phase control unit outputs a calibration signal in a range in which the path of FIG. 2 is linearly operated, and both paths are linearly operated, ideally the second 90-degree hybrid in which the calibration signal is not output. First amplitude phase control to minimize the calibration signal output from the output terminal It is obtained by obtaining the phase change amount of the part.

本発明の校正方法における他の実施形態によれば、
第１の校正ステップは、分配部に入力した校正用信号が、第１の９０度ハイブリッドの一方の入力端子に入力される様に、分配部の偏波角を設定し、第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする第１の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量、並びに、第２の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量を求めた後、分配部に入力した校正用信号が、第１の９０度ハイブリッドの他方の入力端子に入力される様に、分配部の偏波角を設定し、第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする第１の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量、並びに、第２の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量を求め、求めた各変化量の平均値を、第１の振幅位相制御部と第２の振幅位相制御部にそれぞれ設定し、分配部に入力した校正用信号が、第１の９０度ハイブリッドの一方の入力端子に入力される様に、分配部の偏波角を設定し、第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする、第１の９０度ハイブリッドの一方の出力端子に対応する位相係数及び分配係数を求めて設定し、分配部に入力した校正用信号が、第１の９０度ハイブリッドの他方の入力端子に入力される様に、分配部の偏波角を設定し、第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする、第１の９０度ハイブリッドの他方の出力端子に対応する位相係数及び分配係数を求めて設定することも好ましい。 According to another embodiment of the calibration method of the present invention,
In the first calibration step, the polarization angle of the distributor is set so that the calibration signal input to the distributor is input to one input terminal of the first 90-degree hybrid, and the second 90-degree is set. The amplitude and phase change amount of the first amplitude phase control unit that minimizes the calibration signal output from the output terminal of the hybrid that ideally does not output the calibration signal, and the second amplitude phase control unit After obtaining the amplitude and phase change amount, the polarization angle of the distribution unit is set so that the calibration signal input to the distribution unit is input to the other input terminal of the first 90-degree hybrid. The amplitude and phase change amount of the first amplitude phase control unit that minimizes the calibration signal that is output from the output terminal of the 90-degree hybrid that ideally does not output the calibration signal, and the second amplitude phase Determine the amplitude and phase change amount of the control unit, The average value of the conversion amount is set in each of the first amplitude phase control unit and the second amplitude phase control unit, and the calibration signal input to the distribution unit is input to one input terminal of the first 90-degree hybrid. As described above, the polarization angle of the distribution unit is set, and the calibration signal output from the output terminal of the second 90-degree hybrid, which ideally does not output the calibration signal, is minimized. The phase coefficient and the distribution coefficient corresponding to one output terminal of the 90-degree hybrid are obtained and set so that the calibration signal input to the distribution unit is input to the other input terminal of the first 90-degree hybrid. The other of the first 90-degree hybrid, which sets the polarization angle of the distribution unit and minimizes the calibration signal output from the output terminal of the second 90-degree hybrid, which ideally does not output the calibration signal. Phase coefficient corresponding to the output terminal of It is also preferable to set seeking distribution coefficient.

また、本発明の校正方法における他の実施形態によれば、
前記第１のデータは、さらに、分配部に入力した校正用信号が、第１の９０度ハイブリッドの一方の入力端子に入力される様に、分配部の偏波角を設定し、第２の経路が線形動作となる範囲で第２の振幅位相制御部から校正用信号を出力させ、第１の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、第２の９０度ハイブリッドの理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする第１の振幅位相制御部の位相変化量を求めることにより取得することも好ましい。
請求項１又は２に記載の方法。 According to another embodiment of the calibration method of the present invention,
The first data further sets the polarization angle of the distribution unit so that the calibration signal input to the distribution unit is input to one input terminal of the first 90-degree hybrid, and the second data The calibration signal is output from the second amplitude / phase control unit within a range in which the path becomes linear operation, and the second 90-degree hybrid is ideal for the power of the calibration signal in which the first path becomes linear operation. It is also preferable to obtain by obtaining the phase change amount of the first amplitude phase control unit that minimizes the calibration signal output from the output terminal from which the calibration signal is not output.
The method according to claim 1 or 2.

さらに、本発明の校正方法における他の実施形態によれば、
前記第２のデータは、分配部に入力した校正用信号が、第１の９０度ハイブリッドのいずれかの入力端子に入力される様に、分配部の偏波角を設定し、第１の振幅位相制御部が出力する校正用信号を０とし、前記第２の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、第２の経路の利得を測定して線形時利得として記憶し、校正用信号の電力を増加させて第２の経路を非線形動作させた後、第２の経路へ出力される信号電力を測定し、第２の経路の利得を線形時利得に一致させる第２の振幅位相制御部の振幅変化量を求め、第１の経路が線形動作となる範囲で第１の振幅位相制御部から校正用信号を出力させ、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない第２の９０度ハイブリッドの出力端子から出力される校正用信号を最小にする第２の振幅位相制御部の位相変化量を求めることにより取得することも好ましい。 Furthermore, according to another embodiment of the calibration method of the present invention,
The second data sets the polarization angle of the distribution unit so that the calibration signal input to the distribution unit is input to one of the input terminals of the first 90-degree hybrid, and the first amplitude The calibration signal output by the phase control unit is set to 0, and the gain of the second path is measured and stored as a linear time gain with respect to the power of the calibration signal in which the second path is linearly operated. A second amplitude that causes the second path to be nonlinearly operated and then the signal power output to the second path is measured and the gain of the second path matches the linear gain. When the amplitude change amount of the phase control unit is obtained, the calibration signal is output from the first amplitude phase control unit within a range in which the first path is linearly operated, and both paths are linearly operated, ideally Calibration output from the output terminal of the second 90-degree hybrid that does not output a calibration signal It is also preferred to obtain by obtaining the phase variation amount of the second amplitude phase control unit that signals the minimum.

さらに、本発明の校正方法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入力される信号を第１の経路及び第２の経路に分配して出力する分配部と、第１の経路及び第２の経路の信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、前記第１の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第１の振幅位相制御部と、前記第２の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第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の経路及び第２の経路の非線形補償を行うためのデータテーブルを作成する校正ステップを備えており、前記データテーブルは、前記第１の経路へ出力される信号電力に対して、第１の振幅位相制御部に設定する振幅及び位相変化量を示す第１のデータと、前記第２の経路へ出力される信号電力に対して、第２の振幅位相制御部に設定する振幅及び位相変化量を示す第２のデータとを含み、前記第１のデータは、分配部に入力した校正用信号が、第１の経路と第２の経路へ等しい電力で出力される様に偏波角を設定し、９０度ハイブリッドの２つの入力端子を、偏波共用アンテナの２つの入力端子にそれぞれ接続し、第２の振幅位相制御部が出力する校正用信号を０とし、前記第１の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、第１の経路の利得を測定して線形時利得として記憶し、校正用信号の電力を増加させて第１の経路を非線形動作させた後、第１の経路へ出力される信号電力を測定し、第１の経路の利得を線形時利得に一致させる第１の振幅位相制御部の振幅変化量を求め、第２の経路が線形動作となる範囲で第２の振幅位相制御部から校正用信号を出力させ、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない９０度ハイブリッドの出力端子から出力される校正用信号を最小にする第１の振幅位相制御部の位相変化量を求めることにより取得することを特徴とする。 Furthermore, according to another embodiment of the calibration method of the present invention,
A distribution unit that distributes and outputs an input signal to the first path and the second path based on the set polarization angle, and a signal that is orthogonal to the signals of the first path and the second path, respectively. A dual-polarized antenna that transmits by waves, a first amplitude / phase controller that changes the amplitude and phase of the signal passing through the first path, and the amplitude and phase of the signal passing through the second path And a calibration step for creating a data table for performing non-linear compensation of the first path and the second path. The data table includes first data indicating amplitude and phase change amount set in a first amplitude phase control unit with respect to signal power output to the first path, and the second data For the signal power output to the path, the second Second data indicating amplitude and phase change amount set in the amplitude phase control unit, and the first data is that the calibration signal input to the distribution unit is equal to the first path and the second path Set the polarization angle so that it is output with electric power, connect the two 90-degree hybrid input terminals to the two input terminals of the dual-polarized antenna, respectively, and use the second amplitude and phase control unit for calibration The signal is set to 0, the gain of the first path is measured and stored as a linear time gain with respect to the power of the calibration signal for linear operation of the first path, and the power of the calibration signal is increased. After the non-linear operation of the first path, the signal power output to the first path is measured, and the amplitude change amount of the first amplitude phase control unit that matches the gain of the first path with the linear gain is determined. The second amplitude / phase control unit is determined within a range where the second path is linearly operated. When the calibration signal is output and both paths are linearly operated, ideally the first amplitude phase control that minimizes the calibration signal output from the output terminal of the 90-degree hybrid that does not output the calibration signal. It is obtained by obtaining the phase change amount of the part.

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各入力端子に接続し、各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と、第１の９０度ハイブリッド手段の各分配係数及び各位相係数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 Phase control means, calibration signal extraction means connected to each input terminal of the dual-polarized antenna and extracting the calibration signal input to each input terminal, and the calibration signal extracted by the calibration extraction means are detected. A detection means for outputting a detection signal; a voltage measurement means for measuring the voltage of the detection signal output by the detection means; a polarization angle for monitoring the voltage measured by the voltage measurement means and setting the voltage to the distribution means; It is characterized by comprising control means for setting the gain and phase change amount of the second amplitude phase control means and each distribution coefficient and each phase coefficient of the first 90-degree hybrid 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、
第１の９０度ハイブリッド手段が各経路に出力する信号の電力を測定するレベル検出手段と、第１の９０度ハイブリッド手段が各経路に出力する信号の電力に対し、第１及び第２の振幅位相制御手段に設定する振幅及び位相変化量を示すデータテーブルとをさらに備えており、制御手段は、レベル検出手段の測定電力に基づきデータテーブルを参照して第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ことも好ましい。 According to another embodiment of the polarization control antenna of the present invention,
Level detecting means for measuring the power of the signal output to each path by the first 90-degree hybrid means, and first and second amplitudes for the power of the signal output by the first 90-degree hybrid means to each path. And a data table indicating the amplitude and phase change amount set in the phase control means, and the control means refers to the data table based on the measured power of the level detection means, and the first and second amplitude phase control means It is also preferable to set the gain and phase change amount.

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１及び第２の振幅位相制御手段と、第１及び第２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、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９０度ハイブリッド手段と、分配手段が各経路に出力する信号の電力を測定するレベル検出手段と、分配手段が各経路に出力する信号の電力に対し、第１及び第２の振幅位相制御手段に設定する振幅及び位相変化量を示すデータテーブルと、レベル検出手段の測定電力に基づきデータテーブルを参照して第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。 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 first and a second that change the amplitude and phase of the signal of each path distributed by the distribution unit The second amplitude phase control means and the signals of the respective paths output by the first and second amplitude phase control means are transmitted with orthogonal polarizations, respectively, and each input of the polarization polarization antennas The 90-degree hybrid means whose input terminal is connected to the terminal, the level detection means for measuring the power of the signal output from the distribution means to each path, and the power of the signal output from the distribution means to each path. A data table indicating the amplitude and phase change amount set in the first and second amplitude phase control means, and the gain of the first and second amplitude phase control means by referring to the data table based on the measured power of the level detection means; Characterized in that a control means for setting the phase change amount.

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。さらに、入力信号電力に起因する非線形補償を運用中に動的に行うことができる。   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. Furthermore, nonlinear compensation due to input signal power can be dynamically performed 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 signal control unit 100, a frequency conversion unit 5, amplification units 61 and 62, an output 90-degree hybrid 42, and a polarization sharing antenna 71. The signal control unit 100 includes a distribution unit 2, amplitude phase control units 31, 32, 33, and 34, and an input 90-degree hybrid 41, and 2 orthogonal to the two input terminals 11 and 12 of the distribution unit 2. A modulation signal carried by each of the two polarized waves is input. That is, for example, a signal to be transmitted with horizontal polarization is input to the input terminal 11, and a signal to be transmitted with vertical polarization is input to the input terminal 12. When only one polarization is used, the input terminal 12 can be omitted.

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 distribution unit 2 distributes and outputs the signal input to the input terminal 11 to two paths based on the polarization angle set in the distribution unit 2, and similarly sets the signal input to the input terminal 12. Based on the polarization angle, the signal is distributed to two paths and output. Here, the polarization angle is the inclination of the polarization plane of the polarization that transmits the modulation signal input to the input terminal 11 with respect to one of the two polarization planes that can be transmitted and received by the dual-polarized antenna 71. Is an angle. More specifically, when the input signals to the two input terminals 11 and 12 are (x, y), the output signals from the two output terminals are (u, v), and the polarization angle is θ, the distribution unit 2 is ,

Figure 0004819848
となる様に信号の分配を行う。
Figure 0004819848
 The signal is distributed so that

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 distribution unit 2. The variable power distribution units 21 and 22 distribute the signals input to the input terminals 11 and 12 based on the set polarization angles and output the signals to the signal combining units 23 and 24, respectively. 24 synthesizes and outputs two input signals. FIG. 4 is a functional block diagram of the distribution unit 2 when only one input terminal is used. The variable power distribution unit 21 distributes and outputs a signal input to the input terminal 11 based on the polarization angle. To do.

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 phase control units 31 and 32 are for calibration of the entire antenna, and change the amplitude and phase of a signal that passes through based on the set gain coefficient and phase coefficient. The procedure for determining the gain coefficient and phase coefficient to be set will be described later.

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 frequency converter 5 for frequency conversion and the amplifiers 61 and 62 for signal amplification are sandwiched between the input 90-degree hybrid 41 and the output 90-degree hybrid 42 is described in Non-Patent Document 3. Similarly, for the purpose of balance operation between the paths of the respective components between the input 90-degree hybrid 41 and the output 90-degree hybrid 42, the input 90-degree hybrid 41 and the output 90-degree hybrid 42 are calibrated for calibration between the input 90-degree hybrid 41 and the output 90-degree hybrid 42. Amplitude phase control units 33 and 34 are provided at the output of the degree hybrid 41. The procedure for determining the gain coefficient and the phase coefficient set for the amplitude phase control units 33 and 34 will be described later.

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 phase control units 31 to 34 is x, the output signal from the output terminal is u, the gain coefficient is α, and the phase coefficient is β,
u = xαe jβ (2)
When the input signals to the input terminals of the input 90-degree hybrid 41 and the output 90-degree hybrid 42 are (x, y) and the output signals from the output terminals are (u, v),

Figure 0004819848
である。なお係数Ａは損失無しの場合、Ａ＝１／（√２）である。
Figure 0004819848
 It is. The coefficient A is A = 1 / (√2) when there is no loss.

偏波共用アンテナ７１は２つの入力端子を有しており、その一方は出力９０度ハイブリッド４２の一方の出力端子（端子１３）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（端子１４）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 antenna 71 has two input terminals, one of which is connected to one output terminal (terminal 13) of the output 90-degree hybrid 42 and the other is connected to the other output terminal of the output 90-degree hybrid 42 ( Terminal 14) is connected, and the input signal of each terminal is transmitted as a radio signal of orthogonal polarization.

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-degree hybrid 41 and the output 90-degree hybrid 42 for balance operation in the configuration of FIG. 1 and the amplitude and phase control units 33 and 34 for calibration in this section. Is.

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、送信信号制御部１００より偏波共用アンテナ７１側にある構成要素の非線形補償（校正２）を行い、最後にアンテナ全体の校正（校正３）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及び３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 distribution unit 2 to the two input terminals of the polarization sharing antenna 71 are required. Need to match. Hereinafter, the calibration method of the polarization plane control antenna will be described. First, for the polarization plane control antenna including the configuration for the balance operation shown in FIG. 1, calibration (calibration 1) of the section to be balanced is performed, and subsequently, the transmission signal control unit 100 shares the polarization. Nonlinear compensation (calibration 2) of the components on the antenna 71 side is performed, and finally calibration of the entire antenna (calibration 3) is performed. On the other hand, only the calibrations 2 and 3 are performed for the polarization control antenna not including the configuration for the balance operation shown in FIG.

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８１が端子１３に接続され、検波器８１からの検波信号のレベルを測定する電圧計９１が検波器８１の出力に接続されている。同様に、検波器８２が端子１４に接続され、検波器８２からの検波信号のレベルを測定する電圧計９２が検波器８２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 calibration 1 of the calibration method according to the present invention, in which a detector 81 for detecting a calibration signal is connected to the terminal 13 and the level of the detection signal from the detector 81 is measured. A voltmeter 91 is connected to the output of the detector 81. Similarly, a detector 82 is connected to the terminal 14, and a voltmeter 92 that measures the level of the detection signal from the detector 82 is connected to the output of the detector 82. Hereinafter, the procedure of calibration 1 will be described.

（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、端子１３又は１４のいずれかのみに校正用信号が現れる様に、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に設定し、入力９０度ハイブリッド４１のいずれかの入力端子にのみ校正用信号を入力させる。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。以下、端子１４にのみ校正用信号が現れる様に設定したものとして説明を行う。   (Procedure 11) A calibration signal is input to either the input terminal 11 or 12, and the transmission signal control unit 100 so that the calibration signal appears only at either the terminal 13 or 14 in an ideal state. The polarization angle of the distribution unit 2 is set. That is, the polarization angle θ in the equation (1) is set to 0 or π / 2, and the calibration signal is input only to any input terminal of the input 90-degree hybrid 41. Further, the gain coefficient of the amplitude phase control units 31 to 34 is set to 1, and the phase coefficient is set to 0, that is, α = 1 and β = 0 in the equation (2). In the following description, it is assumed that the calibration signal is set to appear only at the terminal 14.

（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、偏波共用アンテナ７１の、理想的には校正用信号が現れない方の入力端子に流れている校正用信号を最小とする位相係数を求める。本例において、具体的には、端子１３の校正用信号を測定している電圧計９１の値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 calibration signal flowing in the input terminal of the dual-polarized antenna 71 that ideally does not show the calibration signal is changed by changing the phase coefficient of the amplitude phase control unit 33 or 34 between 0 and 2π. Find the phase coefficient that minimizes. In this example, specifically, each phase coefficient when the value of the voltmeter 91 measuring the calibration signal at the terminal 13 is minimized is set to the amplitude phase control units 33 and 34, and Store as phase calibration factor.

（手順１３）続いて、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９１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９１の出力を監視し、電圧計９１の値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) Subsequently, the output of the voltmeter 91 is monitored by changing the gain coefficient of the amplitude phase control unit 33 from 0 to 1 while keeping the gain coefficient of the amplitude phase control unit 34 at 1, and then the amplitude phase control unit 34 The output of the voltmeter 91 is monitored by changing the gain coefficient of the amplitude / phase control section 34 from 0 to 1 while keeping the gain coefficient of the control section 33 at 1. Each value when the value of the voltmeter 91 is minimized The gain coefficient is set as a setting value for the amplitude phase control units 33 and 34 and is stored as an amplitude calibration coefficient.

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 calibration 1. As shown in FIG. 6A, by the initial setting in the procedure 11, the two signals 51 and 52 output from the transmission signal control unit 100 are equal in amplitude and have a phase difference of 90 degrees. Since the output 90-degree hybrid 42 outputs a signal synthesized by reducing the phase difference of each input signal to the input terminal by 90 degrees and a signal synthesized by increasing the phase difference by 90 degrees, as shown in FIG. If two signals orthogonal with equal amplitude are input to the output 90-degree hybrid 42 as they are, a signal is output from only one output terminal, and nothing is output from the other output terminal.

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 frequency converter 5, the amplifiers 61 and 62, and the wiring, the signals output from the amplifiers 61 and 62 are as shown in FIG. The amplitude is different and the phase difference is not 90 degrees. When the signal shown in FIG. 6B is input to the output 90-degree hybrid 42, as shown in FIG. 6C, a signal obtained by rotating the signal 52 to be canceled by 90 degrees is equal in amplitude to the signal 51. Since the signal does not become a reverse phase, the signal 53 remains. Procedures 12 and 13 adjust the gain and phase while monitoring this signal level.

ただし、出力９０度ハイブリッド４２の特性誤差が大きくなると、つまり、信号分配比の１：１からのずれと、位相差９０度からのずれが大きくなると、校正された出力でも、等振幅逆相合成が崩れることになる。例えば、出力９０度ハイブリッド４２の特性誤差として、信号分配比のずれによる相対的なレベル差を２ｄＢ、位相誤差を１０度とすると、出力９０度ハイブリッド４２の、本来信号が出力される方の出力端子から出力される信号の電力の、本来信号が出力されない方の出力端子から出力される信号の電力に対する比（漏洩電力比）は、図７の様になる。図７より、偏波共用アンテナ７１の一方の入力端子に信号が集中する偏波角０度及び９０度付近で漏洩電力比の値が小さいことが確認できる。   However, when the characteristic error of the output 90-degree hybrid 42 increases, that is, when the deviation from the signal distribution ratio from 1: 1 and the deviation from the phase difference 90 degrees increase, even if the output is calibrated, the equal-amplitude reverse phase synthesis is performed. Will collapse. For example, if the relative level difference due to the difference in signal distribution ratio is 2 dB and the phase error is 10 degrees as a characteristic error of the output 90-degree hybrid 42, the output of the output 90-degree hybrid 42 that originally outputs the signal is output. The ratio (leakage power ratio) of the power of the signal output from the terminal to the power of the signal output from the output terminal that originally does not output the signal is as shown in FIG. From FIG. 7, it can be confirmed that the value of the leakage power ratio is small in the vicinity of the polarization angles of 0 degrees and 90 degrees where the signal concentrates on one input terminal of the polarization sharing antenna 71.

出力９０度ハイブリッド４２の特性誤差を校正するためには、経路間の通過特性を一致させ、次に、入力９０度ハイブリッド４１の特性を表現する行列を、出力９０度ハイブリッド４２の特性を表現する行列の逆行列として与えることが必要である。これを実現する手順の例を以下に示す。ここでは、入力９０度ハイブリッド４１の特性を表現する行列を、   In order to calibrate the characteristic error of the output 90-degree hybrid 42, the passage characteristics between the paths are matched, and then a matrix expressing the characteristics of the input 90-degree hybrid 41 is expressed as the characteristics of the output 90-degree hybrid 42. It must be given as the inverse of the matrix. An example of a procedure for realizing this is shown below. Here, the matrix expressing the characteristics of the input 90-degree hybrid 41 is

Figure 0004819848
として表す。なお、ここで、ｄ１及びφ１は、入力９０度ハイブリッド４１の２つの出力のうちの、一方（図１では上側）の経路に対する分配係数及び位相係数であり、ｄ２及びφ２は、入力９０度ハイブリッド４１の他方（図１では下側）の出力経路に対する分配係数及び位相係数である。ここで、入力９０度ハイブリッド４１は、２×２行列演算を実行するデジタル処理により実現可能であり、この場合、分配係数及び位相係数は変化させることができる。つまり、ｄ１、φ１、ｄ２及びφ２は変数となる。
Figure 0004819848
 Represent as Here, d 1 and φ 1 are a distribution coefficient and a phase coefficient for one of the two outputs of the input 90-degree hybrid 41 (upper side in FIG. 1), and d 2 and φ 2 are It is a distribution coefficient and a phase coefficient for the output path of the other (lower side in FIG. 1) of the input 90-degree hybrid 41. Here, the input 90-degree hybrid 41 can be realized by digital processing that executes a 2 × 2 matrix operation. In this case, the distribution coefficient and the phase coefficient can be changed. That is, d 1 , φ 1 , d 2 and φ 2 are variables.

（手順１０１）出力９０度ハイブリッド４２には特性誤差が生じているため、分配部２に設定する偏波角θを０とし、入力９０度ハイブリッド４１の一方の入力端子に校正用信号を入力して上記手順１１から手順１３を行い、続いて、分配部２に設定する偏波角θをπ／２とし、入力９０度ハイブリッド４１の他方の入力端子に校正用信号を入力して上記手順１１から手順１３を行い、振幅位相制御部３３及び３４には、各手順で得られた位相係数と利得係数の平均値を、設定する。   (Procedure 101) Since a characteristic error has occurred in the output 90-degree hybrid 42, the polarization angle θ set in the distribution unit 2 is set to 0, and a calibration signal is input to one input terminal of the input 90-degree hybrid 41. Then, the procedure 11 to the procedure 13 are performed, and then the polarization angle θ set in the distribution unit 2 is set to π / 2, the calibration signal is input to the other input terminal of the input 90-degree hybrid 41, and the procedure 11 is performed. Step 13 is performed, and the average value of the phase coefficient and gain coefficient obtained in each procedure is set in the amplitude phase control units 33 and 34.

（手順１０２）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、送信信号制御部１００内の分配部２の偏波角を０又はπ／２に設定し、入力９０度ハイブリッド４１のいずれか一方の入力端子に校正用信号を入力させ、よって、理想的な状態においては端子１３又は１４のいずれかのみに校正用信号が現れる様にする。ここでは、まず、偏波角を０とし、端子１４にのみ校正用信号が現れる様に設定したものとして説明を行う。   (Procedure 102) A calibration signal is input to either the input terminal 11 or 12, the polarization angle of the distribution unit 2 in the transmission signal control unit 100 is set to 0 or π / 2, and the input 90-degree hybrid The calibration signal is input to any one of the input terminals 41, so that the calibration signal appears only at either the terminal 13 or 14 in an ideal state. Here, the description will be given assuming that the polarization angle is set to 0 and the calibration signal is set to appear only at the terminal 14.

（手順１０３）入力９０度ハイブリッド４１の位相係数φ１を０〜２πで変化させ、偏波共用アンテナ７１の、本来であれば校正用信号が現れない方の入力端子に流れている校正用信号を最小とする位相係数を設定値とする。本例において、具体的には、端子１３の校正用信号を測定している電圧計９１の値が最小となるときの位相係数を設定値とする。 (Step 103) a phase factor phi 1 of the input 90-degree hybrid 41 is changed in 0～2Pai, the dual-polarized antenna 71, a calibration signal flowing to the input terminal of the person who calibration signal does not appear if the original The set value is the phase coefficient that minimizes. In this example, specifically, the phase coefficient when the value of the voltmeter 91 measuring the calibration signal at the terminal 13 is minimized is set as the set value.

（手順１０４）手順１０３における状態において、入力９０度ハイブリッド４１の分配係数ｄ１を０から１で変化させ、手順１０３と同様、端子１３の校正用信号を測定している電圧計９１の値が最小となるときの分配係数を設定値とする。 In the state in (Step 104) Step 103, the distribution coefficient d 1 of the input 90-degree hybrid 41 is changed from 0 to 1, similar to the procedure 103, the value of the voltmeter 91 to the calibration signal is measured in the terminal 13 The distribution coefficient at the minimum is set as the set value.

（手順１０５）続いて、手順１０２で信号が現れるように設定した端子とは逆の端子のみに校正用信号が現れる様に、分配部２の偏波角の設定を行う。つまり、本例では、偏波角をπ／２に設定し、端子１３にのみ校正用信号が現れる様にする。   (Procedure 105) Subsequently, the polarization angle of the distribution unit 2 is set so that the calibration signal appears only at the terminal opposite to the terminal set so that the signal appears in the procedure 102. That is, in this example, the polarization angle is set to π / 2 so that the calibration signal appears only at the terminal 13.

（手順１０６）入力９０度ハイブリッド４１の位相係数φ２を０〜２πで変化させ、出力９０度ハイブリッド４２の、理想的には校正用信号が現れない方の端子から出力される校正用信号を最小とする位相係数を設定値とする。本例において、具体的には、端子１４から出力される校正用信号を測定している電圧計９２の値が最小となるときの位相係数を設定値とする。 (Step 106) is changed in 0~2π the phase factor phi 2 of the input 90-degree hybrid 41, the output 90-degree hybrid 42, a calibration signal is ideally output from the terminal towards the calibration signal does not appear The minimum phase coefficient is set as the set value. In this example, specifically, the phase coefficient when the value of the voltmeter 92 measuring the calibration signal output from the terminal 14 is minimized is set as the set value.

（手順１０７）手順１０６における状態において、入力９０度ハイブリッド４１の分配係数ｄ２を０から１で変化させ、手順１０６と同様、端子１４から出力される校正用信号を測定している電圧計９２の値が最小となるときの分配係数を設定値とする。 (Step 107) in the state in Step 106, the distribution coefficient d 2 of the input 90-degree hybrid 41 is changed from 0 to 1, similar to the procedure 106, the voltmeter 92 measures the calibration signal output from the terminal 14 The distribution coefficient when the value of is minimum is set as the set value.

（手順１０８）以後、手順１０４及び手順１０７で測定した電圧計の値が閾値以下となるまで、あるいは、あらかじめ決めた繰り返し回数に達するまで、手順１０１から手順１０７を繰り返す。   (Procedure 108) Thereafter, the procedure 101 to the procedure 107 is repeated until the value of the voltmeter measured in the procedure 104 and the procedure 107 becomes equal to or less than the threshold value or until a predetermined number of repetitions is reached.

出力９０度ハイブリッド４２の特性誤差として、信号分配比のずれによる相対的なレベル差を２ｄＢ、位相誤差を１０度、経路間の振幅誤差を２．５ｄＢ、位相誤差を１５度とし手順１０１から手順１０８を行った。図８は、検波器８１、８２の出力を、位相係数φ１、φ２の関数として表示したものであり、図９は、検波器８１、８２の出力を、分配係数ｄ１、ｄ２の関数として表示したものである。 As the characteristic error of the output 90-degree hybrid 42, the relative level difference due to the signal distribution ratio difference is 2 dB, the phase error is 10 degrees, the amplitude error between the paths is 2.5 dB, and the phase error is 15 degrees. 108 was performed. 8 shows the outputs of the detectors 81 and 82 as a function of the phase coefficients φ 1 and φ 2 , and FIG. 9 shows the outputs of the detectors 81 and 82 with the distribution coefficients d 1 and d 2 . It is displayed as a function.

図８に示す様に、位相係数の調整後においては、振幅差により生じる信号の出力があるが、分配係数の調整後においては、等振幅逆相合成による校正が実現できていることが確認できる。図１０は、上記校正後の漏洩電力比を偏波角の関数として示すものであり、図７と比較して、漏洩電力比が大きく改善されていることが分かる。   As shown in FIG. 8, after the phase coefficient is adjusted, there is a signal output caused by the amplitude difference. However, after the distribution coefficient is adjusted, it can be confirmed that calibration by equal amplitude reverse phase synthesis is realized. . FIG. 10 shows the leakage power ratio after calibration as a function of the polarization angle, and it can be seen that the leakage power ratio is greatly improved as compared with FIG.

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により補償を行い、さらに、出力９０度ハイブリッド４２に特性誤差が生じている場合、入力９０度ハイブリッド４１の分配係数及び位相係数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、検波器及び電圧計であり、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、格段に安価かつ軽量である。   In the present invention, the amplitude and phase control units 33 and 34 compensate for the relative difference between the amplitude characteristic and the phase characteristic of the two paths from the transmission signal control unit 100 to the input of the output 90-degree hybrid 42 by the above-described procedure. Furthermore, when a characteristic error occurs in the output 90-degree hybrid 42, compensation is performed by the distribution coefficient and phase coefficient of the input 90-degree hybrid 41. The equipment used for the calibration includes a detector, These are voltmeters, and these devices are much cheaper and lighter than vector network analyzers.

続いて、校正２、すなわち、送信信号制御部１００より偏波共用アンテナ７１側にある構成要素の非線形補償について説明する。図１１は、送信信号制御部１００が出力する信号電力に対する、出力９０度ハイブリッド４２の出力端子における信号電力の利得の例を示す図である。図１１より、入力９０度ハイブリッド４１の出力端子における信号電力が増加すると利得が減少することが分かる。なお、通過位相についても、同様に変動が生じる。   Next, calibration 2, that is, nonlinear compensation of components on the shared polarization antenna 71 side from the transmission signal control unit 100 will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the gain of the signal power at the output terminal of the output 90-degree hybrid 42 with respect to the signal power output from the transmission signal control unit 100. From FIG. 11, it can be seen that the gain decreases as the signal power at the output terminal of the input 90-degree hybrid 41 increases. The pass phase also varies similarly.

偏波形成のためには、各入力信号の励振振幅位相を制御するため、送信信号制御部１００の各出力は通常大きく異なる。よって、線形領域において経路間の校正がとれていても、信号振幅によっては、振幅及び位相誤差が生じることになる。これを解決するためには、増幅器６１、６２への入力電力を抑え、線形領域で増幅器６１、６２を動作させればよいが、増幅器６１、６２の電力効率が低下する。よって、振幅位相制御部３１と３２、又は、３３と３４により非線形補償を行う。   In order to form a polarization, the output of the transmission signal control unit 100 is usually greatly different because the excitation amplitude phase of each input signal is controlled. Therefore, even if calibration between paths is performed in the linear region, amplitude and phase errors occur depending on the signal amplitude. In order to solve this, the input power to the amplifiers 61 and 62 may be suppressed and the amplifiers 61 and 62 may be operated in the linear region, but the power efficiency of the amplifiers 61 and 62 is reduced. Therefore, non-linear compensation is performed by the amplitude / phase control units 31 and 32 or 33 and 34.

図１２は、送信信号制御部１００が図１に示すものである場合における、校正２のためのブロック図である。図１２によると、出力９０度ハイブリッド４２の２つの出力端子１３、１４には、それぞれ、検波器８１、８２が接続されており、検波器８１の出力には電圧計９１が、検波器８２の出力には電圧計９２が接続されている。またレベル検出部１１０は、振幅位相制御部３３と３４に入力される信号電力をそれぞれ検出し、データテーブル１２０は、上下各経路の非線形補償のためのデータを有している。   FIG. 12 is a block diagram for calibration 2 when the transmission signal control unit 100 is the one shown in FIG. According to FIG. 12, detectors 81 and 82 are connected to the two output terminals 13 and 14 of the output 90-degree hybrid 42, respectively, and a voltmeter 91 is connected to the output of the detector 81. A voltmeter 92 is connected to the output. The level detector 110 detects the signal power input to the amplitude / phase controllers 33 and 34, and the data table 120 has data for nonlinear compensation of the upper and lower paths.

データテーブル１２０は、入力９０度ハイブリッド４１が出力する上側経路に関するデータと、下側経路に関するデータとに別れており、各データは、入力９０度ハイブリッド４１が対象経路に出力する信号電力に対し、対象経路に含まれる振幅位相制御３３、３４に対して設定する利得係数、位相係数を示している。以下に、作成手順を説明する。なお、検波器８１、８２の入力信号電力と、電圧計９１、９２の値との関係は既知であり、これは、例えば、制御部１０１が、検波器８１、８２の逆特性（検波器の出力電圧と、入力信号電力との関係）を示すテーブルにより、あるいは、近似多項式により、電圧計の値から検波器８１、８２の入力信号電力を求めることにより行う。また、事前に行う校正１は、入力９０度ハイブリッド４１の出力端子から出力９０度ハイブリッド４２の出力端子の区間が線形領域で動作する校正用信号により行うものとする。   The data table 120 is divided into data relating to the upper route output from the input 90-degree hybrid 41 and data relating to the lower route, and each data is relative to the signal power output from the input 90-degree hybrid 41 to the target route. The gain coefficient and the phase coefficient set for the amplitude phase controls 33 and 34 included in the target path are shown. The creation procedure will be described below. Note that the relationship between the input signal power of the detectors 81 and 82 and the values of the voltmeters 91 and 92 is already known. This is because, for example, the control unit 101 has the inverse characteristics of the detectors 81 and 82 (the detector's The relationship between the output voltage and the input signal power) is obtained by obtaining the input signal power of the detectors 81 and 82 from the value of the voltmeter by using an approximate polynomial. Further, the calibration 1 performed in advance is performed by a calibration signal that operates in a linear region from the output terminal of the input 90-degree hybrid 41 to the output terminal of the output 90-degree hybrid 42.

（手順２０１）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、分配部２の偏波角を、入力９０度ハイブリッド４１のいずれかの入力端子に校正用信号が入力される値に設定し、これにより、理想的な状態において、出力９０度ハイブリッド４２のいずれかの出力端子からのみ校正用信号が出力される様にする。本例では、偏波角を０に設定し、よって、端子１４に校正用信号を集中させるものとする。続いて、下部経路にある振幅位相制御部３４の利得係数を０に設定し、振幅位相制御部３４から校正用信号が出力されない様にする。この状態において、レベル検出部１１０が示す値と、電圧計９１、９２の値から、上側経路区間の利得を算出して、線形時利得として記憶する。   (Procedure 201) A calibration signal is input to either the input terminal 11 or 12, the polarization angle of the distribution unit 2 is input, and the calibration signal is input to any input terminal of the input 90-degree hybrid 41. Thus, the calibration signal is output from only one of the output terminals of the output 90-degree hybrid 42 in an ideal state. In this example, the polarization angle is set to 0, so that the calibration signal is concentrated on the terminal 14. Subsequently, the gain coefficient of the amplitude phase control unit 34 in the lower path is set to 0 so that the calibration signal is not output from the amplitude phase control unit 34. In this state, the gain of the upper path section is calculated from the value indicated by the level detection unit 110 and the values of the voltmeters 91 and 92, and stored as a linear gain.

（手順２０２）続いて、上部経路の利得が、手順２０１で記憶した線形時利得より低下するまで、校正用信号の電力を増加させる。   (Procedure 202) Subsequently, the power of the calibration signal is increased until the gain of the upper path is lower than the linear gain stored in Procedure 201.

（手順２０３）続いて、上部経路の利得が、手順２０１で記憶した線形時利得と一致するまで振幅位相制御部３３の利得係数を増加させる。   (Procedure 203) Subsequently, the gain coefficient of the amplitude phase controller 33 is increased until the gain of the upper path matches the linear gain stored in Procedure 201.

（手順２０４）続いて、下部経路が線形動作する範囲で、振幅位相制御部３４の利得係数を０より大きい値として、振幅位相制御部３４から校正用信号を出力させ、振幅位相制御部３３の位相係数を０〜２πで制御し、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない出力９０度ハイブリッド４２の出力端子、本例では端子１３から出力される校正用信号が最小となる位相係数を探索して、このときの、振幅位相制御部３３の入力信号電力（入力９０度ハイブリッド４１が上側経路へ出力している校正用信号の電力）と、振幅位相制御部３３の位相係数及び利得係数をデータテーブル１２０に書き込む。   (Procedure 204) Subsequently, within the range in which the lower path is linearly operated, the gain coefficient of the amplitude phase control unit 34 is set to a value larger than 0, and a calibration signal is output from the amplitude phase control unit 34. When the phase coefficient is controlled by 0 to 2π and both paths are operating linearly, ideally, the calibration signal output from the output terminal of the 90-degree hybrid 42 that does not output the calibration signal, in this example, the terminal 13 The phase coefficient that minimizes the signal is searched, and the input signal power of the amplitude phase control unit 33 at this time (the power of the calibration signal output from the input 90-degree hybrid 41 to the upper path) and the amplitude phase control. The phase coefficient and gain coefficient of the unit 33 are written in the data table 120.

（手順２０５）校正用信号の電力を一定量ずつ増加させながら、手順２０３及び手順２０４を繰り返す。なお、振幅位相制御部３３の利得係数を上げても線形時利得に達しない場合には繰り返しを終了する。   (Procedure 205) The procedure 203 and the procedure 204 are repeated while increasing the power of the calibration signal by a certain amount. If the gain at the linear phase is not reached even if the gain coefficient of the amplitude phase control unit 33 is increased, the repetition is terminated.

（手順２０６）手順２０２における校正用信号の電力から開始し、この電力を一定量減少させながら、手順２０４を行う。この処理は、振幅位相制御部３３の位相係数が、事前に行った校正１での値とほぼ同じとなった段階で終了する。これにより、上側経路に対するデータ、つまり、振幅位相制御部３３の入力信号電力に対する、振幅位相制御部３３の位相係数及び利得係数のデータの取得が完了する。   (Procedure 206) Starting from the power of the calibration signal in the procedure 202, the procedure 204 is performed while decreasing this power by a certain amount. This process ends when the phase coefficient of the amplitude phase control unit 33 becomes substantially the same as the value in the calibration 1 performed in advance. Thereby, the acquisition of the data for the upper path, that is, the data of the phase coefficient and the gain coefficient of the amplitude phase control unit 33 with respect to the input signal power of the amplitude phase control unit 33 is completed.

（手順２０７）続いて、下部経路に対するデータを取得するため、手順２０１から手順２０６を同様に行う。なお、このとき、振幅位相制御部３３と振幅位相制御部３４に、端子１３と端子１４に、上側経路と下側経路の各組については、それぞれ、逆に読替えを行う。   (Procedure 207) Subsequently, in order to acquire data for the lower route, the procedure 201 to the procedure 206 are similarly performed. At this time, the amplitude phase control unit 33 and the amplitude phase control unit 34, the terminal 13 and the terminal 14, and the upper path and the lower path are each read in reverse.

なお、上記手順２０６は、利得低下の現象が生じる校正用信号のレベルに対して、より小さい信号レベルで位相変化が生じた場合に対処するためである。   Note that the above-described procedure 206 is for dealing with a case where a phase change occurs at a signal level smaller than the level of the calibration signal at which the phenomenon of gain reduction occurs.

図２３はデータテーブル１２０の作成を制御部１０１の制御のもとに行うときのフロー図であり、Ｓ１２１が手順２０１に、Ｓ１２２が手順２０２及び２０３に、Ｓ１２３が手順２０４に、Ｓ１２４が手順２０５に、Ｓ１２５が手順２０６に、Ｓ１２６が手順２０７にそれぞれ対応する。なお、このとき制御部１０１は、校正用信号を生成している装置と制御コマンドを送受して、校正用信号の増減を行う。   FIG. 23 is a flowchart when the data table 120 is created under the control of the control unit 101. S121 is the procedure 201, S122 is the procedures 202 and 203, S123 is the procedure 204, and S124 is the procedure 205. S125 corresponds to the procedure 206, and S126 corresponds to the procedure 207. At this time, the control unit 101 transmits / receives a control command to / from the apparatus generating the calibration signal, and increases / decreases the calibration signal.

図１３は、送信信号制御部１００が図２に示すものである場合における、校正２のためのブロック図である。ここで、検波器８１、８２と偏波共用アンテナの各入力端子との間の設けられる９０度ハイブリッド４３は、図１２における出力９０度ハイブリッド４２に対応するものであり、レベル検出部１１０は、振幅位相制御部３１と３２に入力される信号電力を、それぞれ、検出する。よって、図１３に示す構成の場合、分配部２の偏波角を、π／４に設定して上側と下側の両経路に出力される校正用信号の電力を同一にし、上記手順における振幅位相制御部３３を振幅位相制御部３１に、振幅位相制御部３４を振幅位相制御部３２に、出力９０度ハイブリッド４２を９０度ハイブリッド４３に、それぞれ、読替えを行う。   FIG. 13 is a block diagram for calibration 2 when the transmission signal control unit 100 is as shown in FIG. Here, the 90 degree hybrid 43 provided between the detectors 81 and 82 and each input terminal of the polarization sharing antenna corresponds to the output 90 degree hybrid 42 in FIG. The signal power input to the amplitude phase control units 31 and 32 is detected. Therefore, in the case of the configuration shown in FIG. 13, the polarization angle of the distribution unit 2 is set to π / 4, the power of the calibration signal output to both the upper and lower paths is the same, and the amplitude in the above procedure is set. The phase control unit 33 is replaced with the amplitude phase control unit 31, the amplitude phase control unit 34 is replaced with the amplitude phase control unit 32, and the output 90-degree hybrid 42 is replaced with the 90-degree hybrid 43.

以上の様に作成したデータテーブル１２０を用い、制御部１０１は、運用中、レベル検出部１１０が監視する電力に対する利得係数と位相係数を求め、この値を、振幅位相制御部３１〜３４に設定することで、非線形補償を行う。図１４は、図１１に示した特性を補償するための振幅位相制御部３３、３４の利得係数を、送信信号制御部１００の出力の関数として表したものであり、データテーブル１２０の振幅位相制御部への入力電力と利得係数から求められる送信信号制御部１００の出力と、その利得係数をグラフ化したものである。図１４より、送信信号制御部１００の出力が増加するに従い、利得係数が増加していることが分かる。また、図１５は、校正２を実施した場合と、しない場合を比較するものであり、図１５より、校正２を実施することにより非線形性が補償されていることが分かる。   Using the data table 120 created as described above, the control unit 101 obtains a gain coefficient and a phase coefficient for the power monitored by the level detection unit 110 during operation, and sets these values in the amplitude phase control units 31 to 34. By doing so, nonlinear compensation is performed. FIG. 14 shows the gain coefficients of the amplitude phase control units 33 and 34 for compensating the characteristics shown in FIG. 11 as a function of the output of the transmission signal control unit 100, and the amplitude phase control of the data table 120. The output of the transmission signal control part 100 calculated | required from the input power and gain coefficient to a part, and its gain coefficient are made into a graph. 14 that the gain coefficient increases as the output of the transmission signal control unit 100 increases. FIG. 15 compares the case where calibration 2 is performed with the case where calibration 2 is not performed, and it can be seen from FIG. 15 that nonlinearity is compensated by performing calibration 2. FIG.

続いて、校正３、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３により、以下の手順で校正を行う。図１６は、校正３のためのブロック図である。   Next, calibration 3, that is, calibration of the entire antenna will be described. Even if there is a characteristic difference between the polarized waves of the dual-polarized antenna, that is, a gain difference and a phase difference, if this value is known, the gain phase difference and the phase difference are sent to the amplitude phase control units 31 and 32. Calibration is completed by setting a gain coefficient and a phase coefficient that compensate for. However, when the characteristics of the dual-polarized antenna are unknown, calibration is performed according to the following procedure by calibration 3 of the calibration method according to the present invention. FIG. 16 is a block diagram for the calibration 3.

図１６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. 16, in order to calibrate the polarization plane control antenna, the dual polarization antenna 72, and two detectors 8 and a voltmeter 9 for receiving the signals of each orthogonal polarization output from the dual polarization antenna 72 are provided. Use the correct calibration device. The polarization plane control antenna shown on the left side of FIG. 7 is the same as that shown in FIG. 1, but is an example, and is also used for calibration of the polarization plane control antenna shown in FIG. The calibration procedure will be described below.

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 polarization sharing antenna 71 of the polarization plane control antenna and the polarization sharing antenna 72 of the calibration apparatus.

（手順３０１）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 301) Subsequently, a signal is input from one input terminal of the polarization plane control antenna, the polarization angle θ of the distribution unit 2 is changed from 0 to π / 2, and the output of the voltmeter 9 of the calibration device is On the other hand, the value of the polarization angle that is the maximum on the one hand and the minimum on the other hand is searched, and that value is set as a set value for the distribution unit 2.

（手順３０２）続いて、手順３０１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 302) Subsequently, while monitoring the voltmeter 9 having the minimum output in the procedure 301, the phase coefficient of the amplitude phase control unit 31 or 32 is changed between 0 and 2π to monitor the voltmeter The phase coefficient at which the output of 9 is minimized is set in the amplitude phase control units 31 and 32, and this value is stored as a phase calibration coefficient. This completes the phase setting.

（手順３０３）続いて、手順３０１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３０１及び３０２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 303) Subsequently, while the signal was input from the same input terminal as in Procedure 301, the setting of the polarization angle of the distribution unit 2 was changed again from 0 to π / 2, and monitoring was performed in Procedures 301 and 302. The polarization angle value θ 1 at which the output of the voltmeter 9 is minimized is searched.

（手順３０４）続いて、手順３０１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３０１から３０３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 304) Subsequently, while inputting a signal from the same input terminal as in Procedure 301, the setting of the polarization angle of the distribution unit 2 was changed by π / 2 to π, and the output was minimized in Procedures 301 to 303. A value θ 2 obtained by subtracting π / 2 from the polarization angle at which the output of the voltmeter 9 different from the voltmeter 9 is minimized is searched.

（手順３０５）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３０１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３０１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 305) Subsequently, the 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 distribution unit 2 is set to θ 3 , and the input terminal in the procedure 301 , The gain coefficient of the amplitude / phase control unit 31 is changed to 1 and the gain coefficient of the amplitude / phase control unit 32 is changed from 0 to 1, and the gain coefficient of the amplitude / phase control unit 32 is changed to 1. The gain coefficient of the phase control unit 31 is changed from 0 to 1, and the gain coefficient of the amplitude phase control unit 31 and 32 that minimizes the output of the voltmeter 9 monitored in the procedure 301 is searched. The amplitude and phase control units 31 and 32 are set.

（手順３０６）手順３０３から手順３０５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。 (Step 306) Steps 303 to 305 are repeated, and the gain coefficients at the time when the difference between θ 1 and θ 2 becomes less than the threshold are set in the amplitude phase control units 31 and 32 and stored as amplitude calibration coefficients. To do.

なお、手順３０３から手順３０５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と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３０５で、θ１と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３を開始する。 In steps 303 to 305, two equations are obtained by using the deviation of the polarization angle and the relative value of the gain between the paths as variables, thereby obtaining the gain coefficient. The values of θ 1 and θ 2 are obtained. When the angle becomes 0 degree or 90 degrees, the equation cannot be solved. Therefore, when the values of θ 1 and θ 2 become 0 degrees or 90 degrees in the first step 305, the calibration device The polarization plane of the antenna is shifted, and calibration 3 is started again.

図１７は、上記手順３０１及び３０２における位相の校正を説明する図である。分配部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１７（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１７（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. 17 is a diagram for explaining the phase calibration in the procedures 301 and 302 described above. Since the polarization plane of the radio signal transmitted by changing the polarization angle of the distribution unit 2 changes (FIG. 17A), first, in step 21, the polarization plane of the radio signal transmitted by the polarization plane control antenna is changed. Then, the value of the polarization angle is adjusted so as to coincide with any polarization plane of the calibration device. At this time, if there is no phase difference between the two paths of the polarization plane control antenna, the voltage connected to the path on the side orthogonal to the polarization plane of the transmission signal of the polarization plane control antenna of the two paths of the calibration device The total 9 outputs are zero. However, when there is a phase difference between the two paths of the polarization control antenna, the radio signal transmitted by the polarization control antenna is elliptically polarized and its polarization direction rotates, so it does not coincide with the polarization plane. The output of the voltmeter 9 connected to the side path is not 0 (signal 55 in FIG. 17B). Therefore, in step 22, the phase is calibrated by adjusting the phase coefficient of the amplitude / phase control unit 31 or 32 while monitoring the voltmeter 9 connected to the path that does not coincide with the plane of polarization.

図１８は、手順３０３から３０６における振幅の校正を説明する図である。図１８（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１８（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. 18 is a diagram illustrating amplitude calibration in steps 303 to 306. As shown in FIG. 18A, when the amplitude characteristic is ideal, a signal obtained by synthesizing two orthogonally polarized signals 56 and 57 transmitted by the polarization plane control antenna becomes a signal 58, and the calibration apparatus Matches one of the polarization planes. However, when the amplitude characteristics are not the same and the amplitude gain on the signal 57 side is large as shown in FIG. 18B, for example, two orthogonally polarized signals 56 and 57 transmitted by the polarization plane control antenna are combined. The signal 58 does not coincide with one of the polarization planes of the calibration device, and the signal is observed in the other path.

手順３０３における偏波角の値θ１は、図１８（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３０４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 value θ 1 of the polarization angle in the procedure 303 corresponds to obtaining the angle of one of the polarization planes of the calibration device of FIG. 18B and the signal 58, and this angle is either the signal 56 or the path of the signal 57. The direction differs depending on whether the gain is large. Further, the direction is different from θ 2 obtained in step 304. Therefore, the gain coefficient is changed according to the average value of these angles, and the calibration ends when the values match.

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３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-degree hybrid 42, the polarization shared antenna 71, and the like are analog devices and have a slight characteristic error. Therefore, in the calibration 1 and the calibration 3, the combination of the input terminal of the distribution unit 2 that inputs the calibration signal and the input terminal of the polarization sharing antenna 71 or the output terminal of the polarization sharing antenna 72 that monitors the calibration signal is changed. Then, each calibration coefficient is measured, and the amplitude phase control units 31 to 34 are set to values obtained by averaging the calibration coefficients obtained by the respective measurements, thereby reducing the influence of the characteristic error of these devices. Can do.

図１９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１９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１９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つの入力端子に接続されており、端子１３を通過する信号から校正用信号を抽出して検波器８２に、端子１４を通過する信号から校正用信号を抽出して検波器８１に出力する。   FIG. 19 is a block diagram of a polarization plane control antenna according to the present invention. Elements that are the same as those already described are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The configuration of transmission signal control section 100 in FIG. 19 is the same as that of transmission signal control section 100 shown in FIG. In FIG. 19, the calibration signal extraction unit 103 is connected to the two input terminals of the polarization sharing antenna 71, extracts the calibration signal from the signal passing through the terminal 13, and connects the terminal 14 to the detector 82. A calibration signal is extracted from the passing signal and output to the detector 81.

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９１、９２の出力に基づき校正処理を行う。図２１は、図１９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 control unit 101 receives a calibration signal from the outside of the polarization plane control antenna. For example, when a calibration start command is received from the outside, the control unit 101 includes the distribution unit 2 of the transmission signal control unit 100 and the amplitude phase control units 31 to 34. Initial setting is performed, and then calibration processing is performed based on the outputs of the voltmeters 91 and 92. FIG. 21 is a flowchart of the calibration process in the polarization plane control antenna of FIG.

（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、偏波共用アンテナ７１のいずれかの入力端子に流すように分配部２の偏波角の設定を変更する。ここでは、端子１３のみに流れるように設定したものとする。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 control unit 101 preserves the polarization angle set in the distribution unit 2, and then transmits the calibration signal to any one of the input terminals of the polarization sharing antenna 71 so as to pass the calibration signal. Change the wave angle setting. Here, it is assumed that only the terminal 13 flows. Further, the gain coefficient and the phase coefficient set in the amplitude phase control units 31 and 32 are stored, and then the gain coefficient of the amplitude phase control units 31 to 34 is set to 1 and the phase coefficient is set to 0.

（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９１と９２のうち、校正用信号が本来出力されない方の電圧計、つまり、本例では端子１４を流れる校正用信号を測定している電圧計９１の値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 control unit 101 changes the phase coefficient of the amplitude / phase control unit 33 or 34 between 0 and 2π, and the voltmeter 91 or 92 that does not originally output the calibration signal, that is, this example Then, the phase coefficient that minimizes the value of the voltmeter 91 that measures the calibration signal flowing through the terminal 14 is set in the amplitude phase control units 33 and 34.

（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９１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９１の出力を監視し、電圧計９１の値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 control unit 101 monitors the output of the voltmeter 91 by changing the gain coefficient of the amplitude phase control unit 33 from 0 to 1 while keeping the gain coefficient of the amplitude phase control unit 34 at 1, and controls the amplitude phase control. The gain coefficient of the voltmeter 91 is monitored by changing the gain coefficient of the amplitude phase control section 34 from 0 to 1 while the gain coefficient of the section 33 is 1, and the gain coefficient that minimizes the value of the voltmeter 91 is Set in the phase control units 33 and 34. Thereafter, the polarization angle of the distribution unit 2 and the gain coefficient and phase coefficient of the amplitude phase control units 31 and 32 are returned to the stored values.

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３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 calibration 3 does not need to be calibrated once the characteristic is known.

また、図１９の偏波面制御アンテナにおいて、出力９０度ハイブリッド４２の特性誤差を校正する場合のフロー図を図２２に示す。   FIG. 22 is a flowchart for correcting the characteristic error of the output 90-degree hybrid 42 in the polarization plane control antenna of FIG.

（Ｓ１１１）制御部１０１は、図２１のＳ１０１からＳ１０３を、偏波角０とπ／２に対してそれぞれ行い、偏波角０における位相係数と利得係数の値と、偏波角π／２における位相係数と利得係数の値の平均値を、振幅位相制御部３３及び３４に設定する。   (S111) The control unit 101 performs S101 to S103 of FIG. 21 for the polarization angles 0 and π / 2, respectively, and the values of the phase coefficient and gain coefficient at the polarization angle 0 and the polarization angle π / 2. The average value of the phase coefficient and the gain coefficient is set in the amplitude phase control units 33 and 34.

（Ｓ１１２）制御部１０１は、入力９０度ハイブリッド４１の一方の入力端子に校正用信号が入力され、よって、理想的には、一方の電圧計のみに校正用信号が入力される様に偏波角の値を設定する。   (S112) The control unit 101 is polarized so that the calibration signal is input to one input terminal of the input 90-degree hybrid 41, and ideally, the calibration signal is input only to one voltmeter. Set the corner value.

（Ｓ１１３）制御部１０１は、入力９０度ハイブリッド４１の校正用信号が入力されている入力端子に関係する位相係数を０〜２πで変化させ、本来であれば校正用信号が現れない電圧計の値を最小とする位相係数を求め、この値を設定値とする。   (S113) The control unit 101 changes the phase coefficient related to the input terminal to which the calibration signal of the input 90-degree hybrid 41 is input in a range of 0 to 2π. The phase coefficient that minimizes the value is obtained, and this value is set as the set value.

（Ｓ１１４）制御部１０１は、入力９０度ハイブリッド４１の校正用信号が入力されている入力端子に対応する分配係数を０から１で変化させ、本来であれば校正用信号が現れない電圧計の値を最小とする位相係数を求め、この値を設定値とする。   (S114) The control unit 101 changes the distribution coefficient corresponding to the input terminal to which the calibration signal of the input 90-degree hybrid 41 is input from 0 to 1, and the voltmeter in which the calibration signal does not appear normally. The phase coefficient that minimizes the value is obtained, and this value is set as the set value.

（Ｓ１１５）制御部１０１は、校正用信号を入力する入力９０度ハイブリッド４１の入力端子を入替え、Ｓ１１３及びＳ１１４を行い、これにより、入力９０度ハイブリッド４１の両方の入力端子に対応する位相係数及び分配係数の設定を行う。   (S115) The control unit 101 replaces the input terminal of the input 90-degree hybrid 41 to which the calibration signal is input, and performs S113 and S114, whereby the phase coefficient corresponding to both input terminals of the input 90-degree hybrid 41 and Set the distribution coefficient.

（Ｓ１１６）制御部１０１は、Ｓ１１４における電圧計の値が閾値以下となるまで、あるいは、あらかじめ決めた繰り返し回数に達するまで、Ｓ１１１からＳ１１５を繰り返す。   (S116) The control unit 101 repeats S111 to S115 until the value of the voltmeter in S114 is equal to or less than the threshold value or until a predetermined number of repetitions is reached.

また図２の偏波面制御アンテナの場合、図２０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２０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１の偏波面制御アンテナと比較して図２の偏波面制御アンテナに含まれない、図１９に示す偏波面制御アンテナにおける入力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。図２４は、図２０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 case of the polarization plane control antenna shown in FIG. 2, the configuration shown in FIG. 20 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. 20 is not included in the polarization plane control antenna of FIG. 2 as compared with the polarization plane control antenna of FIG. The configuration from the input 90 degree hybrid 41 to the output 90 degree hybrid 42 is provided for calibration. The control unit 101 receives a calibration signal from the outside of the polarization control antenna. For example, when a calibration start command is received from the outside, the calibration signal input from the outside is input to one input of the 90-degree hybrid 41. The signal system is switched so as to lead to the terminal. 24 is a flowchart of the calibration process in the polarization plane control antenna of FIG.

（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 control unit 101 sets the gain coefficient of the amplitude phase control units 33 and 34 to 1 and the phase coefficient to 0.

（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、本来、校正用信号が入力されない電圧計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 control unit 101 changes the phase coefficient of the amplitude phase control unit 33 or 34 from 0 to 2π, and sets the phase coefficient that minimizes the output of the voltmeter to which the calibration signal is not originally input to the amplitude phase control unit. 33 and 34, and the set value is stored as a phase calibration coefficient.

（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、続いて、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、本来、校正用信号が入力されない電圧計の値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 control unit 101 changes the gain coefficient of the amplitude phase control unit 33 from 0 to 1 while keeping the gain coefficient of the amplitude phase control unit 34 at 1, and then changes the gain coefficient of the amplitude phase control unit 33. The gain coefficient of the amplitude phase control unit 34 is changed from 0 to 1 while keeping 1, and the gain coefficient that minimizes the value of the voltmeter to which the calibration signal is not originally input is set in the amplitude phase control units 33 and 34 The set value is stored as a gain calibration coefficient.

（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 control unit 101 changes the setting of the amplitude phase control unit 31 based on the gain calibration coefficient and the phase calibration coefficient of the amplitude phase control unit 33, and the amplitude based on the gain calibration coefficient and the phase calibration coefficient of the amplitude phase control unit 34. The setting of the phase control unit 32 is changed. More specifically, a new gain coefficient and phase coefficient obtained by superimposing the gain coefficient and phase coefficient set in the amplitude phase control unit 33 on the current gain coefficient and phase coefficient of the amplitude phase control unit 31 are obtained, and this new gain is obtained. Coefficient and phase coefficient are set in the amplitude phase control unit 31, and the gain coefficient and phase coefficient set in the amplitude phase control unit 34 are superposed on the current gain coefficient and phase coefficient of the amplitude phase control unit 32, and a new gain coefficient and A phase coefficient is obtained, and the new gain coefficient and phase coefficient are set in the amplitude phase control unit 32.

また、本発明による偏波面制御アンテナは、振幅制御位相部３１と３２、あるいは、振幅制御位相部３３と３４へ入力される信号電力を監視するレベル検出部１０１と、上述したデータテーブル１２０を備えており、制御部１０１は、レベル検出部１０１が監視する信号電力からデータテーブル１２０を参照して、振幅制御位相部３１と３２、あるいは、振幅制御位相部３３と３４の利得係数及び位相係数の設定を行い、これにより、非線形補償を行う。また、本発明による偏波面制御アンテナは、校正２で説明した手順に従い、データテーブル１２０の運用中における更新を行う。   The polarization plane control antenna according to the present invention includes the level detection unit 101 that monitors the signal power input to the amplitude control phase units 31 and 32 or the amplitude control phase units 33 and 34, and the data table 120 described above. The control unit 101 refers to the data table 120 from the signal power monitored by the level detection unit 101, and determines the gain coefficient and phase coefficient of the amplitude control phase units 31 and 32 or the amplitude control phase units 33 and 34. Setting is performed, thereby performing nonlinear compensation. The polarization plane control antenna according to the present invention updates the data table 120 during operation according to the procedure described in the calibration 2.

なお、図１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 FIG. 1, the amplitude / phase control units 31 and 32 may be provided between the output hybrid 42 and the polarization sharing antenna 71.

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.

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。It is a figure which shows the form of the polarization plane control antenna which is the object of the calibration method by this invention. 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他の形態を示す図である。It is a figure which shows the other form of the polarization plane control antenna which is the object of the calibration method by this invention. 分配部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a distribution part. 分配部の他の形態の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the other form of a distribution part. 本発明による校正方法の校正１を実施するためのブロック図である。It is a block diagram for implementing the calibration 1 of the calibration method by this invention. 校正１を説明する図である。It is a figure explaining the calibration 1. FIG. 出力９０度ハイブリッドに特性誤差が生じている場合の漏洩電力比を、偏波角の関数として示す図である。It is a figure which shows the leakage power ratio when the characteristic error has arisen in the output 90 degree | times hybrid as a function of a polarization angle. 校正１において、検波器の出力を、位相係数の関数として表示したものである。In calibration 1, the output of the detector is displayed as a function of the phase coefficient. 校正１において、検波器の出力を、分配係数の関数として表示したものである。In calibration 1, the output of the detector is displayed as a function of the distribution coefficient. 校正１を実施した後の漏洩電力比を、偏波角の関数として示す図である。It is a figure which shows the leakage power ratio after implementing the calibration 1 as a function of a polarization angle. 校正２の目的を説明する図である。It is a figure explaining the objective of the calibration 2. FIG. 図１の偏波面制御アンテナに対して、校正２を実施するためのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram for performing calibration 2 on the polarization plane control antenna of FIG. 1. 図２の偏波面制御アンテナに対して、校正２を実施するためのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram for performing calibration 2 on the polarization plane control antenna of FIG. 2. 校正２において、利得係数を、送信信号制御部の出力の関数として表したものである。In calibration 2, the gain coefficient is expressed as a function of the output of the transmission signal control unit. 校正２の効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of calibration 2. FIG. 本発明による校正方法の校正２を実施するためのブロック図である。It is a block diagram for implementing the calibration 2 of the calibration method by this invention. 校正２における位相の校正を説明する図である。It is a figure explaining the calibration of the phase in the calibration 2. FIG. 校正２における振幅の校正を説明する図である。It is a figure explaining the calibration of the amplitude in the calibration 2. FIG. 本発明による偏波面制御アンテナのブロック図である。It is a block diagram of the polarization plane control antenna by this invention. 本発明による偏波面制御アンテナの他の実施形態のブロック図である。It is a block diagram of other embodiment of the polarization plane control antenna by this invention. 図１９に示す偏波面制御アンテナにおける校正方法のフロー図である。FIG. 20 is a flowchart of a calibration method in the polarization plane control antenna shown in FIG. 19. 図１９に示す偏波面制御アンテナにおいて出力９０度ハイブリッドの校正を行う場合のフロー図である。FIG. 20 is a flowchart for calibration of an output 90-degree hybrid in the polarization plane control antenna shown in FIG. 19. 図１９に示す偏波面制御アンテナにおいてデータテーブルを更新する場合のフロー図である。FIG. 20 is a flowchart when the data table is updated in the polarization plane control antenna shown in FIG. 19. 図２０に示す偏波面制御アンテナにおける校正方法のフロー図である。FIG. 21 is a flowchart of a calibration method in the polarization plane control antenna shown in FIG. 20. 従来技術による校正のブロック図である。It is a block diagram of the calibration by a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１１、１２、１３、１４ 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
４３ 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、８１、８２ 検波器
９、９１、９２ 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
１１０ レベル検出部 11, 12, 13, 14 Terminal 2 Distribution unit 21, 22 Variable power distribution unit 23, 24 Signal synthesis unit 31, 32, 33, 34 Amplitude phase control unit 41 Input 90 degree hybrid 42 Output 90 degree hybrid 43 90 degree hybrid 5 Frequency converter 51, 52, 53, 56, 57, 58 Signal 61, 62 Amplifier 71, 72 Polarization shared antenna 8, 81, 82 Detector 9, 91, 92 Voltmeter 100 Transmission signal controller 101 Controller 103 Calibration signal extraction unit 104 Terminator 110 Level detection unit

Claims (7)

設定された偏波角に基づき入力される信号を２つの経路に分配して出力する分配部と、前記分配部が出力する各経路の信号を変換して、第１の経路及び第２の経路に出力する第１の９０度ハイブリッドと、前記第１の経路及び前記第２の経路の信号を再変換する第２の９０度ハイブリッドと、前記第２の９０度ハイブリッドの２つの出力端子から出力される信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、前記第１の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第１の振幅位相制御部と、前記第２の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第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、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッドのいずれかの入力端子に入力される様に、前記分配部の偏波角を設定し、前記第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第１の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量、並びに、前記第２の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量を求めて設定する第１の校正ステップと、
前記第１の経路及び前記第２の経路の非線形補償を行うためのデータテーブルを作成する第２の校正ステップと、
を備えており、
前記データテーブルは、前記第１の経路へ出力される信号電力に対して、前記第１の振幅位相制御部に設定する振幅及び位相変化量を示す第１のデータと、前記第２の経路へ出力される信号電力に対して、前記第２の振幅位相制御部に設定する振幅及び位相変化量を示す第２のデータとを含み、
前記第１のデータは、前記第２の校正ステップで、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッドのいずれかの入力端子に入力される様に、前記分配部の偏波角を設定し、
前記第２の振幅位相制御部が出力する校正用信号を０とし、前記第１の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、前記第１の経路の利得を測定して線形時利得として記憶し、
校正用信号の電力を増加させて前記第１の経路を非線形動作させた後、前記第１の経路へ出力される信号電力を測定し、前記第１の経路の利得を線形時利得に一致させる前記第１の振幅位相制御部の振幅変化量を求め、前記第２の経路が線形動作となる範囲で前記第２の振幅位相制御部から校正用信号を出力させ、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない前記第２の９０度ハイブリッドの出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第１の振幅位相制御部の位相変化量を求めることにより取得する方法。 A distribution unit that distributes and outputs an input signal based on a set polarization angle to two paths, and converts a signal of each path output by the distribution unit to generate a first path and a second path a first 90 degree hybrid to be output to a second 90-degree hybrid to reconvert the signal of the first path and the second path, the output from the two output terminals of the second 90 degree hybrid Polarization signals for transmitting signals to be transmitted with orthogonal polarizations, a first amplitude phase control unit for changing the amplitude and phase of a signal passing through the first path, and the second path A polarization plane control antenna calibration method comprising: a second amplitude phase control unit that changes the amplitude and phase of a signal passing through
Calibration signal input to the distributing section, as is input to one of input terminals of the first 90 degree hybrid set the polarization angle of the distribution unit, the second 90 degree hybrid , of the first amplitude-phase control section for the calibration signal ideally is output from the output terminal to the calibration signal is not output to the minimum amplitude and phase variation, and the second amplitude-phase control unit A first calibration step for determining and setting amplitude and phase variations;
And second calibration step of creating a data table for the non-linear compensation of the first path and the second path,
With
The data table for the first the signal power output to the path, and the first first data indicating amplitude and phase variation amount is set to the amplitude phase control unit, to the second path the output is the signal power, and a second data indicating amplitude and phase variation is set to the second amplitude-phase control unit,
The first data is the second calibration step,
Calibration signal input to the distributing section, as is input to one of input terminals of the first 90 degree hybrid set the polarization angle of the distributor,
And 0 the calibration signal and the second amplitude-phase control section outputs, to the power of the calibration signal, wherein the first path is linear operation, linear time by measuring the gain of the first path Remember as gain,
After nonlinear operation the first path by increasing the power of the calibration signal, the signal power to be output to the first path is measured, to match the gain of the first path to the linear time gain determine the amplitude change amount of the first amplitude-phase control unit, the second route to output a calibration signal within an amount of linear operation from said second amplitude and phase control unit, both paths are linear operation If you are, ideally by obtaining the phase variation amount of the first amplitude-phase control section for minimizing the calibration signals output from the output terminal of the second 90 degree hybrid calibration signal is not output How to get. 前記第１の校正ステップは、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッドの一方の入力端子に入力される様に、前記分配部の偏波角を設定し、前記第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第１の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量、並びに、前記第２の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量を求めた後、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッドの他方の入力端子に入力される様に、前記分配部の偏波角を設定し、前記第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第１の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量、並びに、前記第２の振幅位相制御部の振幅及び位相変化量を求め、
求めた各変化量の平均値を、前記第１の振幅位相制御部と前記第２の振幅位相制御部にそれぞれ設定し、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッドの一方の入力端子に入力される様に、前記分配部の偏波角を設定し、前記第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする、前記第１の９０度ハイブリッドの一方の出力端子に対応する位相係数及び分配係数を求めて設定し、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッドの他方の入力端子に入力される様に、前記分配部の偏波角を設定し、前記第２の９０度ハイブリッドの、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする、前記第１の９０度ハイブリッドの他方の出力端子に対応する位相係数及び分配係数を求めて設定する、
請求項１に記載の方法。 Said first calibration step,
Calibration signal input to the distributing section, as is input to one input terminal of the first 90 degree hybrid set the polarization angle of the distribution unit, the second 90 degree hybrid, ideally the amplitude and phase variation of the first amplitude-phase control section for minimizing the calibration signals output from the output terminal to the calibration signal is not outputted to, and the second amplitude of the phase control unit And after obtaining the phase change amount,
Calibration signal input to the distributing section, as input to the other input terminal of the first 90 degree hybrid set the polarization angle of the distribution unit, the second 90 degree hybrid, ideally the amplitude and phase variation of the first amplitude-phase control section for minimizing the calibration signals output from the output terminal to the calibration signal is not outputted to, and the second amplitude of the phase control unit And the amount of phase change,
The average value of the change amount obtained, respectively set to the first amplitude and phase control unit to the second amplitude-phase control unit,
Calibration signal input to the distributing section, as is input to one input terminal of the first 90 degree hybrid set the polarization angle of the distribution unit, the second 90 degree hybrid, ideally to minimize the calibration signals output from the output terminal to the calibration signal is not output, and set seeking phase coefficient and the distribution coefficient corresponding to one output terminal of the first 90 degree hybrid,
Calibration signal input to the distributing section, as input to the other input terminal of the first 90 degree hybrid set the polarization angle of the distribution unit, the second 90 degree hybrid, ideally to minimize the calibration signals output from the output terminal to the calibration signal is not outputted, it sets seeking phase coefficient and the distribution coefficient corresponding to the other output terminal of the first 90 degree hybrid,
The method of claim 1. 前記第１のデータは、前記第２の校正ステップで、さらに、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッドの一方の入力端子に入力される様に、前記分配部の偏波角を設定し、前記第２の経路が線形動作となる範囲で前記第２の振幅位相制御部から校正用信号を出力させ、前記第１の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、前記第２の９０度ハイブリッドの理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第１の振幅位相制御部の位相変化量を求めることにより取得する、
請求項１又は２に記載の方法。 The first data is the second calibration step, and
Calibration signal input to the distributing section, as is input to one input terminal of the first 90 degree hybrid set the polarization angle of the distribution unit, the second path is a linear operation range to output the calibration signal from said second amplitude and phase control unit in made, the first path for the power of the calibration signal as a linear operation, the ideal of the second 90 degree hybrid obtaining by obtaining the phase variation amount of the first amplitude-phase control section for the calibration signal calibration signal is output from an output terminal which is not output to the minimum,
The method according to claim 1 or 2. 前記第２のデータは、前記第２の校正ステップで、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッドのいずれかの入力端子に入力される様に、前記分配部の偏波角を設定し、
前記第１の振幅位相制御部が出力する校正用信号を０とし、前記第２の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、前記第２の経路の利得を測定して線形時利得として記憶し、
校正用信号の電力を増加させて前記第２の経路を非線形動作させた後、前記第２の経路へ出力される信号電力を測定し、前記第２の経路の利得を線形時利得に一致させる前記第２の振幅位相制御部の振幅変化量を求め、前記第１の経路が線形動作となる範囲で前記第１の振幅位相制御部から校正用信号を出力させ、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない前記第２の９０度ハイブリッドの出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第２の振幅位相制御部の位相変化量を求めることにより取得する請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。 The second data is the second calibration step,
Calibration signal input to the distributing section, as is input to one of input terminals of the first 90 degree hybrid set the polarization angle of the distributor,
And 0 the calibration signal by the first amplitude-phase control section outputs, to the power of the calibration signal and the second path is linear operation, linear time by measuring the gain of the second path Remember as gain,
After nonlinear operation the second path by increasing the power of the calibration signal, the signal power to be output to the second path is measured, to match the gain of the second path to a linear time gain It said second determined amplitude variations of the amplitude and phase control unit, the first route to output a calibration signal from the scope of the linear operation first amplitude phase controller, both paths are linear operation If you are, ideally by obtaining the phase variation amount of the second amplitude phase control unit that minimizes the calibration signal output from the output terminal of the second 90 degree hybrid calibration signal is not output The method according to claim 1, which is obtained. 設定された偏波角に基づき入力される信号を第１の経路及び第２の経路に分配して出力する分配部と、前記第１の経路及び前記第２の経路の信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、前記第１の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第１の振幅位相制御部と、前記第２の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第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、
前記第１の経路及び前記第２の経路の非線形補償を行うためのデータテーブルを作成する校正ステップを備えており、
前記データテーブルは、前記第１の経路へ出力される信号電力に対して、前記第１の振幅位相制御部に設定する振幅及び位相変化量を示す第１のデータと、前記第２の経路へ出力される信号電力に対して、前記第２の振幅位相制御部に設定する振幅及び位相変化量を示す第２のデータとを含み、
前記第１のデータは、前記校正ステップで、
前記分配部に入力した校正用信号が、前記第１の経路と前記第２の経路へ等しい電力で出力される様に偏波角を設定し、９０度ハイブリッドの２つの入力端子を、前記偏波共用アンテナの２つの入力端子にそれぞれ接続し、
前記第２の振幅位相制御部が出力する校正用信号を０とし、前記第１の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、前記第１の経路の利得を測定して線形時利得として記憶し、
校正用信号の電力を増加させて前記第１の経路を非線形動作させた後、前記第１の経路へ出力される信号電力を測定し、前記第１の経路の利得を線形時利得に一致させる前記第１の振幅位相制御部の振幅変化量を求め、前記第２の経路が線形動作となる範囲で前記第２の振幅位相制御部から校正用信号を出力させ、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない前記９０度ハイブリッドの出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第１の振幅位相制御部の位相変化量を求めることにより取得する方法。 A signal input based on polarization angle set a first path and a distributor splitting and outputting to the second path, the signal of the first path and the second path, respectively, orthogonal A dual-polarized antenna that transmits with a polarized wave, a first amplitude / phase control unit that changes the amplitude and phase of a signal that passes through the first path, and the amplitude and phase of a signal that passes through the second path A polarization plane control antenna calibration method comprising: a second amplitude phase control unit that changes
Comprises a calibration step of creating a data table for the non-linear compensation of the first path and the second path,
The data table for the first the signal power output to the path, and the first first data indicating amplitude and phase variation amount is set to the amplitude phase control unit, to the second path the output is the signal power, and a second data indicating amplitude and phase variation is set to the second amplitude-phase control unit,
The first data is the calibration step,
Calibration signal input to said dispensing unit, sets the polarization angle as output by the first path equal power to the second path, the two input terminals of the 90-degree hybrid, the polarization Connect to the two input terminals of the wave sharing antenna,
And 0 the calibration signal and the second amplitude-phase control section outputs, to the power of the calibration signal, wherein the first path is linear operation, linear time by measuring the gain of the first path Remember as gain,
After nonlinear operation the first path by increasing the power of the calibration signal, the signal power to be output to the first path is measured, to match the gain of the first path to the linear time gain determine the amplitude change amount of the first amplitude-phase control unit, the second route to output a calibration signal within an amount of linear operation from said second amplitude and phase control unit, both paths are linear operation If you are, how ideally obtained by obtaining the phase variation amount of the first amplitude-phase control section for minimizing the calibration signals output from the output terminal of said 90 degree hybrid calibration signal is not output . 設定された偏波角に基づき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、
前記分配手段により分配された各経路の信号を変換して、第１の経路及び第２の経路に出力する第１の９０度ハイブリッド手段と、
前記第１の経路及び前記第２の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、
前記第２の９０度ハイブリッド手段が出力する２つの経路の信号を、それぞれ、直交する偏波で送信する偏波共用アンテナと、
前記第１の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第１の振幅位相制御手段と、
前記第２の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第２の振幅位相制御手段と、
前記第２の９０度ハイブリッド手段の各出力端子に接続し、各出力端子から出力される校正用信号を抽出する校正用信号抽出手段と、
前記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、
前記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、
前記第１の９０度ハイブリッド手段が前記第１の経路及び前記第２の経路に出力する信号の電力を測定するレベル検出手段と、
前記第１の経路及び前記第２の経路の非線形補償を行うためのデータテーブルと、
前記分配部に入力された校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッド手段のいずれかの入力端子に入力される様に、前記分配手段の偏波角を設定し、前記電圧測定手段が測定した電圧を監視し、前記第２の９０度ハイブリッド手段の、理想的には校正用信号が出力されない出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第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求めて設定する第１の校正手段と、
前記データテーブルを作成する第２の校正手段と、
前記レベル検出手段の測定電力に基づき前記データテーブルを参照して前記第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、
前記データテーブルは、前記第１の経路へ出力される信号電力に対して、前記第１の振幅位相制御手段に設定する振幅及び位相変化量を示す第１のデータと、前記第２の経路へ出力される信号電力に対して、前記第２の振幅位相制御手段に設定する振幅及び位相変化量を示す第２のデータとを含み、
前記第１のデータは、前記第２の校正手段で、
前記分配手段に入力された校正用信号が、前記第１の９０度ハイブリッド手段のいずれかの入力端子に入力される様に、前記分配手段の偏波角を設定し、
前記第２の振幅位相制御手段が出力する校正用信号を０とし、前記第１の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、前記第１の経路の利得を測定して線形時利得として記憶し、
校正用信号の電力を増加させて前記第１の経路を非線形動作させた後、前記第１の経路へ出力される信号電力を前記レベル検出手段により測定し、前記第１の経路の利得を線形時利得に一致させる前記第１の振幅位相制御手段の振幅変化量を求め、前記第２の経路が線形動作となる範囲で前記第２の振幅位相制御手段から校正用信号を出力させ、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない前記第２の９０度ハイブリッド手段の出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第１の振幅位相制御手段の位相変化量を求めることにより取得する
ことを特徴とする偏波面制御アンテナ。 And distribution means for distributing the set signal input from the polarization angle based-out input terminal into two paths,
A first 90-degree hybrid means for converting the signal of each path distributed by the distribution means and outputting it to the first path and the second path ;
Second 90 degree hybrid means for reconverting the signals of the first path and the second path ;
The signals of the two paths to be output by the second 90 degree hybrid unit, respectively, and polarization shared antenna to be transmitted in orthogonal polarizations,
A first amplitude and phase control means for varying the amplitude and phase of the signal passing through the first path,
Second amplitude and phase control means for changing the amplitude and phase of the signal passing through the second path;
A calibration signal extracting means for extracting the calibration signal is connected to the output terminal and be output from the output terminal of the second 90 degree hybrid unit,
A detection means for outputting a detection signal by detecting the calibration signal the calibration extracting means has extracted,
Voltage measurement means for measuring a voltage of the detection signal the detection means has outputted,
Level detection means for measuring the power of signals output by the first 90-degree hybrid means to the first path and the second path;
A data table for performing non-linear compensation of the first path and the second path;
The polarization angle of the distributing unit is set so that the calibration signal input to the distributing unit is input to one of the input terminals of the first 90-degree hybrid unit, and the voltage measuring unit measures The first and second amplitude and phase control means for monitoring the measured voltage and minimizing the calibration signal output from the output terminal of the second 90-degree hybrid means, which ideally does not output the calibration signal. First calibration means for determining and setting the gain and phase change amount of
A second calibration means for creating the data table;
Control means for setting the gain and phase change amount of the first and second amplitude phase control means with reference to the data table based on the measured power of the level detection means ;
Equipped with a,
The data table includes first data indicating an amplitude and a phase change amount set in the first amplitude phase control unit with respect to the signal power output to the first path, and to the second path. Second signal indicating amplitude and phase change amount set in the second amplitude phase control means for the output signal power,
The first data is the second calibration means,
The polarization angle of the distributing means is set so that the calibration signal input to the distributing means is input to any input terminal of the first 90-degree hybrid means,
The calibration signal output from the second amplitude and phase control means is set to 0, and the gain of the first path is measured with respect to the power of the calibration signal for linear operation of the first path. Remember as gain,
After increasing the power of the calibration signal to cause the first path to perform a non-linear operation, the signal power output to the first path is measured by the level detection means, and the gain of the first path is linear An amplitude change amount of the first amplitude phase control means to be matched with a time gain is obtained, a calibration signal is output from the second amplitude phase control means within a range in which the second path becomes a linear operation, and both paths Is in a linear operation, ideally the phase of the first amplitude and phase control means that minimizes the calibration signal output from the output terminal of the second 90-degree hybrid means that does not output the calibration signal. Obtain by calculating the amount of change
A polarization plane control antenna characterized by that . 設定された偏波角に基づき入力端子から入力される信号を第１の経路及び第２の経路に分配する分配手段と、
前記第１の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第１の振幅位相制御手段と、
前記第２の経路を通過する信号の振幅及び位相を変化させる第２の振幅位相制御手段と、
前記第１及び第２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、
前記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９０度ハイブリッド手段と、
前記分配手段が前記第１の経路及び前記第２の経路に出力する信号の電力を測定するレベル検出手段と、
前記第１の経路及び前記第２の経路の非線形補償を行うためのデータテーブルと、
前記データテーブルを作成する校正手段と、
前記レベル検出手段の測定電力に基づき前記データテーブルを参照して前記第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、
前記データテーブルは、前記第１の経路へ出力される信号電力に対して、前記第１の振幅位相制御手段に設定する振幅及び位相変化量を示す第１のデータと、前記第２の経路へ出力される信号電力に対して、前記第２の振幅位相制御手段に設定する振幅及び位相変化量を示す第２のデータとを含み、
前記第１のデータは、前記校正手段で、
前記分配手段に入力された校正用信号が、前記第１の経路と第２の経路へ等しい電力で出力される様に偏波角を設定し、
前記第２の振幅位相制御手段が出力する校正用信号を０とし、前記第１の経路が線形動作となる校正用信号の電力に対して、前記第１の経路の利得を測定して線形時利得として記憶し、
校正用信号の電力を増加させて前記第１の経路を非線形動作させた後、前記第１の経路へ出力される信号電力を前記レベル検出手段により測定し、前記第１の経路の利得を線形時利得に一致させる前記第１の振幅位相制御手段の振幅変化量を求め、前記第２の経路が線形動作となる範囲で前記第２の振幅位相制御手段から校正用信号を出力させ、両経路が線形動作している場合、理想的には校正用信号が出力されない前記９０度ハイブリッド手段の出力端子から出力される校正用信号を最小にする前記第１の振幅位相制御手段の位相変化量を求めることにより取得する
ことを特徴とする偏波面制御アンテナ。 And distribution means for distributing a signal input to the set polarization angle from based-out input terminal to the first and second paths,
A first amplitude and phase control means for varying the amplitude and phase of the signal passing through the first path,
Second amplitude and phase control means for changing the amplitude and phase of the signal passing through the second path;
A dual-polarized antenna that transmits the signals of the respective paths output by the first and second amplitude and phase control means with orthogonal polarizations;
A 90-degree hybrid means having an input terminal connected to the input terminals of the dual-polarized antenna,
A level detecting means for measuring the power of a signal the distributing means outputs to said first path and said second path,
A data table for performing non-linear compensation of the first path and the second path ;
Calibration means for creating the data table;
And a control means for setting the gain and phase variation of the first and second amplitude and phase control means referring to the data table based on the measured power of said level detecting means,
Equipped with a,
The data table includes first data indicating an amplitude and a phase change amount set in the first amplitude phase control unit with respect to the signal power output to the first path, and to the second path. Second signal indicating amplitude and phase change amount set in the second amplitude phase control means for the output signal power,
The first data is the calibration means,
The polarization angle is set so that the calibration signal input to the distribution means is output to the first path and the second path with equal power,
The calibration signal output from the second amplitude and phase control means is set to 0, and the gain of the first path is measured with respect to the power of the calibration signal for linear operation of the first path. Remember as gain,
After increasing the power of the calibration signal to cause the first path to perform a non-linear operation, the signal power output to the first path is measured by the level detection means, and the gain of the first path is linear An amplitude change amount of the first amplitude phase control means to be matched with a time gain is obtained, a calibration signal is output from the second amplitude phase control means within a range in which the second path becomes a linear operation, and both paths Is linearly operated, ideally, the phase change amount of the first amplitude phase control means for minimizing the calibration signal output from the output terminal of the 90-degree hybrid means that does not output the calibration signal is set. Get by asking
A polarization plane control antenna characterized by that .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5815448B2 (en) * 2012-03-23 2015-11-17 パナソニック株式会社 Phased array transmitter
CN103477570B (en) * 2011-08-02 2016-04-27 松下电器产业株式会社 Phase array dispensing device
WO2014178124A1 (en) * 2013-04-30 2014-11-06 ソフトバンクＢｂ株式会社 Cross polarization antenna device and testing method for portable wireless base station
JPWO2015008801A1 (en) * 2013-07-16 2017-03-02 日本電気株式会社 Dual polarization transmission system, dual polarization receiver, dual polarization transmitter, polarization plane control method, and polarization plane control program

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63238726A (en) * 1987-03-26 1988-10-04 Matsushita Electric Works Ltd Microwave transmitter/receiver
JP2000059139A (en) * 1998-08-07 2000-02-25 Sony Corp Antenna device
JP3411223B2 (en) * 1998-09-09 2003-05-26 日本電信電話株式会社 Antenna device
JP4046280B2 (en) * 2003-02-21 2008-02-13 三菱電機株式会社 Antenna device
DE60333803D1 (en) * 2003-10-30 2010-09-23 Mitsubishi Electric Corp Airplane with an antenna device
WO2005043779A1 (en) * 2003-10-30 2005-05-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Mobile satellite communication system
JP4435071B2 (en) * 2005-11-10 2010-03-17 株式会社東芝 Power amplifier and amplification method

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