JP6610840B2 - 制御装置 - Google Patents
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Description
この発明の実施の形態1に係る制御装置を含むアンテナシステムを、図1から図4を参照して説明する。アンテナシステム100は、図1に示すように、アンテナ1と、アンテナ架台2と、アンテナ駆動部3と、給電装置4と、和信号増幅変換器5と、差信号増幅変換器6と、信号受信機7と、追尾受信機8と、アンテナ制御装置9とを主に含んで構成される。
γnew=γold+γnow (1)
新たに計算した位相補正値γnowは、発振を検出した時点以降に計算した位相補正値γの中の少なくとも1個のγから決める。複数のγから決める場合は、平均や中央値など適切な方法で決める。発振を検出した時点以降に計算した位相補正値γは、発振原因を決定するために計算したγ、および発生原因が判明した後に計算したγである。
Knew=Kold*Know (2)
新たに計算した感度係数Knowは、発振を検出した時点以降に計算した感度係数Kの中の少なくとも1個のKから決める。複数のKから決める場合は、平均や中央値など適切な方法で決める。発振を検出した時点以降に計算した感度係数Kは、発振原因を決定するために計算したK、および発生原因が判明した後に計算したKである。
Δu=Δθ*cos(ω*t) (3)
Δv=Δθ*sin(ω*t) (4)
AZ0(t)=u0+Δu/cos(v0)=u0+(Δθ/cos(v0))*cos(ω*t) (5)
EL0(t)=v0+Δv=v0+Δθ*sin(ω*t) (6)
Gj:j番目のプログラム指令値
Puj:GjでのU角
Pvj:GjでのV角
Uj:Gjの時の指向方向の実測値のU角
Vj:Gjの時の指向方向の実測値のV角
Hj:Gjの時の指向方向の実測値を表す天球上の点。Hj=(Uj, Vj)。
Xj:Gjの時の和信号と差信号から求められる測角誤差信号X
Yj:Gjの時の和信号と差信号から求められる測角誤差信号Y
Vsj:Gjの時の測角誤差信号XおよびYが表す測角誤差ベクトル。
Vsj=(Xj,Yj)。
P0:到来方向。移動物体10の軌道予測値と実際に電波が来る方向との差。
P0=(Du, Dv)
Du:到来方向P0のU角。
Dv:到来方向P0のV角。
Vhj:指向方向実測値HjからP0に向かう実測値誤差を表すベクトル。
Vhj=(Du - Uj, Dv -Vj)。
γ:位相補正値51を表す変数
K:感度係数52を表す変数。K=|Vsj|/|Vhj|。
Du - U1=K*(X1*cosγ - Y1*sinγ) (10)
Dv - V1=K*(X1*sinγ + Y1*cosγ) (11)
Du - U2=K*(X2*cosγ - Y2*sinγ) (12)
Dv - V2=K*(X2*sinγ + Y2*cosγ) (13)
U2 - U1=K*((X1 - X2)*cosγ - (Y1 - Y2)*sinγ) (14)
式(12)から式(13)を引いて、Dvを消去すると以下となる。
V2 - V1=K*((X1 - X2)*sinγ + (Y1 - Y2)*cosγ) (15)
(U2 - U1)2 + (V2 - V1)2=K2*((X1 - X2)2 + (Y1 - Y2)2) (16)
ここで、以下の変数を定義する。
Lh=√((U2 - U1)2 + (V2 - V1)2) (17)
θh=sin-1((V2 - V1)/Lh) (18)
Ls=√((X1 - X2)2 + (Y1 - Y2)2) (19)
θs=sin-1((Y1 - Y2)/Ls) (20)
LhとLsにより式(16)を変形すると、Kを算出する式は、以下のようになる。
K=√(((X1-X2)2 + (Y1-Y2)2)/((U2-U1)2 + (V2-V1)2))=Ls/Lh (21)
cosθh=cosθs*cosγ - sinθs*sinγ (22)
sinθh=cosθs*sinγ + sinθs*cosγ (23)
三角関数の公式より、式(22)と式(23)は、以下のようになる。
cosθh=cos(θs+γ) (24)
sinθh=sin(θs+γ) (25)
式(24)と式(25)より、γは以下の式で計算できる。
γ=θh - θs (26)
Xfj:仮定したDu,Dv,γ,Kで補正後の測角誤差信号X。
Yfj:仮定したDu,Dv,γ,Kで補正後の測角誤差信号Y。
Vaj:XfjおよびYfjが表す補正後測角誤差ベクトル。Vaj=(xfj,Yfj)
E=Σ((Xj - Xfj)2 + (Yj - Yfj)2) (29)
この明細書では、Σは、j=1,2,…,Nの整数について和をとることを意味する。
ここで、誤差関数Eは、位相補正値を含む補正パラメータで実測値誤差(Du-Uj, Dv-Vj)を補正して得た到来方向誤差(Xfj,Yfj)と、追尾受信機8から入力される到来方向誤差(Xj,Yj)の差である補正後残差の二乗を誤差計測データ55について合計した和である。
E=Σ((Xj - Xfj)2 + (Yj - Yfj)2)
=Σ(Xj2+Yj2)-2*Σ(Xj*Xfj)-2*Σ(Yj*Yfj)+Σ(Xfj2+Yfj2) (30)
E=Σ(Xj2 + Yj2)
- 2*K*Σ(Du - Uj)*(Xj*cosγ - Yj*sinγ)
- 2*K*Σ(Dv - Vj)*(Xj*sinγ + Yj*cosγ)
+ K2*Σ((Du - Uj)2 + (Dv - Vj)2) (31)
u0=ΣUj/N
v0=ΣVj/N
x0=ΣXj/N
y0=ΣYj/N
us0=Σ(Uj2- u02)/N
vs0=Σ(Vj2- v02)/N
xs0=ΣXj2/N
ys0=ΣYj2/N
d0=Σ(u0*x0 - Uj*Xj)/N
e0=Σ(u0*y0 - Uj*Yj)/N
f0=Σ(v0*x0 - Vj*Xj)/N
g0=Σ(v0*y0 - Vj*Yj)/N
E=N*(xs0+ys0)
- 2N*K*((Du-u0)*(x0*cosγ - y0*sinγ) + d0*cosγ - e0*sinγ)
- 2N*K*((Dv-v0)*(x0*sinγ + y0*cosγ) + f0*sinγ + g0*cosγ)
+ N*K2*((Du-u0)2 +(Du-v0)2 + us0 + vs0) (31A)
((Du-u0)*x0 + d0 + (Dv-v0)*y0 + g0)*sinγ
=(-(Du-u0)*y0 - e0 + (Dv-v0)*x0 + f0)*cosγ (32)
Du=u0+(x0*cosγ-y0*sinγ)/K (33)
∂E/∂Dv=0より、以下となる。
Dv=v0+(x0*sinγ+y0*cosγ)/K (34)
(d0 + g0)*sinγ=(f0 - e0)*cosγ (35)
γ=tan-1((f0 - e0)/(d0 + g0)) (36)
K=√((d0 + g0)2 + (f0 - e0)2)/(us0 + vs0) (37)
Du=u0+(us0+vs0)*(x0*(d0+g0)-y0*(f0-e0))/((d0+g0)2+(f0-e0)2) (33A)
Dv=v0+(us0+vs0)*(x0*(f0-e0)+y0*(d0+g0))/((d0+g0)2+(f0-e0)2) (34A)
Ufj:仮定したDu,Dv,γ,Kで計算されるUjの補正後値。
Vfj:仮定したDu,Dv,γ,Kで計算されるVjの補正後値。
E2=K2*Σ((Ufj - Uj)2 + (Vfj - Vj)2) (40)
ここで、誤差関数E2は、位相補正値γを含む補正パラメータで到来方向誤差を補正して得た実測値誤差(Du-Ufj,Dv-Vfj)と実測値誤差(Du-Uj,Dv-Vj)との差である補正後残差の二乗を誤差計測データ55について合計した和である。
位相補正値γ=40°
感度係数K=1
U方向予測値誤差Du=0°
V方向予測値誤差Dv=0°
位相補正値γ=39.70°
感度係数K=0.975
U方向予測値誤差Du=−0.00269°
V方向予測値誤差Dv=0.00255°
位相補正値γ=40°
感度係数K=1
U方向予測値誤差Du=0.05°
V方向予測値誤差Dv=0.03°
位相補正値γ=41.26°
感度係数K=0.978
U方向予測値誤差Du=0.04730°
V方向予測値誤差Dv=0.03306°
以上のことは、他の実施の形態でもあてはまる。
実施の形態2は、測角誤差信号XおよびYを直交検波する検波軸が直交しない場合も考慮し、感度係数がAZとELとで異なる値である場合も考慮するように実施の形態1を変更した場合である。また、追尾受信機8の座標変換部24が実質的に座標変換しないようにしている。座標変換部を有しない追尾受信機でも、実施の形態2は適用できる。図18は、この発明の実施の形態2に係るアンテナ制御装置を含むアンテナシステムの構成を示す図である。図19は、実施の形態2に係るアンテナ制御装置の構成を示すブロック図である。アンテナシステム100Aが有するアンテナ制御装置9Aは、測角誤差補正部39を追加し、補正値算出部32A、追尾制御部33A、データ記憶部34Aを変更している。
ω:直交度を表す変数。90度からI軸とQ軸の角度差を引いた値の1/2とする。
α1:I軸のU軸に対する回転角度。α1=γ+ω
α2:Q軸のV軸に対する回転角度。α2=γ−ω
Ku:AZ感度係数を表す変数。
Kv:EL感度係数を表す変数。
Xm:測角誤差補正部39で補正された測角誤差信号X。
Ym:測角誤差補正部39で補正された測角誤差信号Y。
E=Σ(Xj2 + Yj2)
- 2*Ku*cos-1(2ω)*Σ(Du - Uj)*(Xj*cos(γ+ω) - Yj*sin(γ+ω))
- 2*Kv*cos-1(2ω)*Σ(Dv - Vj)*(Xj*sin(γ-ω) + Yj*cos(γ-ω))
+ (1+sin(2γ)*sin(2ω))*Ku2*Σ(Du - Uj)2
+ (1-sin(2γ)*sin(2ω))*Kv2*Σ(Dv - Vj)2
- 2*sin(2ω)*Ku*Kv*Σ(Du - Uj)*(Dv - Vj))*cos-2(2ω) (44)
Ku=Ku/cos(2ω) (45)
Kv=Kv/cos(2ω) (46)
E=Σ(Xj2 + Yj2)
- 2*Ku*Σ(Du - Uj)*(Xj*cos(γ+ω) - Yj*sin(γ+ω))
- 2*Kv*Σ(Dv - Vj)*(Xj*sin(γ-ω) + Yj*cos(γ-ω))
+ (1+sin(2γ)*sin(2ω))*Ku2*Σ(Du - Uj)2
+ (1-sin(2γ)*sin(2ω))*Kv2*Σ(Dv - Vj)2
- 2*sin(2ω)*Ku*Kv*Σ(Du - Uj)*(Dv - Vj) (44A)
r0=√(x02+y02)
φ=sin-1(y0/r0)
ws0=Σ(uj*vj - u0*v0)/N
E=N*(xs0+ys0)
- 2N*Ku*((Du-u0)*r0*cos(φ+γ+ω)+d0*cos(γ+ω)-e0*sin(γ+ω))
- 2N*Kv*((Dv-v0)*r0*sin(φ+γ-ω)+f0*sin(γ-ω)+g0*cos(γ-ω))
+ N*Ku2*((Du-u0)2+us0)*(1+sin(2γ)*sin(2ω))
+ N*Kv2*((Dv-v0)2+vs0)*(1-sin(2γ)*sin(2ω))
- 2*N*Ku*Kv*((Du-u0)*(Dv-v0)+ws0)*sin(2ω) (44B)
X1j:その時点で計算できているXfj。
Y1j:その時点で計算できているYfj。
Δxxj:その時点でのX1jの誤差。定数として扱う。Δxxj=Xj - X1j。
Δyyj:その時点でのX1jの誤差。定数として扱う。Δyyj=Yj - Y1j。
(Δω,Δγ,ΔKu,ΔKv,ΔDu,ΔDv):今回、計算する補正パラメータの変化分
Δxj:補正パラメータの変化によるXfjの変化。
Δyj:補正パラメータの変化によるYfjの変化。
ΔG:補正パラメータの変化分を決めるための誤差関数。
ΔG=Σ((Δxxj-Δxj)2+(Δyyj-Δyj)2)
∂ΔG/∂ω=-2Σ((Δxxj-Δxj)∂Δxj/∂ω+(Δyyj-Δyj)∂Δyj/∂ω) (47)
ここで、∂ΔXj/∂ω=∂Xfj/∂ωなどが成立する。
∂ΔG/∂ω=0から、以下となる。
Σ((Δxj)∂Δxj/∂ω+(Δyj)∂Δyj/∂ω)
=Σ((Δxxj)∂Δxj/∂ω+(Δyyj)∂Δyj/∂ω) (48)
Δxj=(∂Δxj/∂ω)Δω+(∂Δxj/∂γ)Δγ+(∂Δxj/∂Ku)ΔKu
+(∂Δxj/∂Kv)ΔKv+(∂Δxj/∂Du)ΔDu+(∂Δxj/∂Dv)ΔDv (49)
Δyj=(∂Δyj/∂ω)Δω+(∂Δyj/∂γ)Δγ+(∂Δyj/∂Ku)ΔKu
+(∂Δyj/∂Kv)ΔKv+(∂Δyj/∂Du)ΔDu+(∂Δyj/∂Dv)ΔDv (50)
ΔωΣ((∂Δxj/∂ω)2+(∂Δyj/∂ω)2)
+ΔγΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂γ)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂γ))
+ΔKuΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂Ku)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂Ku))
+ΔKvΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂Kv)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂Kv))
+ΔDuΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂Du)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂Du))
+ΔDvΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂Dv))
=Σ((Δxxj)∂Δxj/∂ω+(Δyyj)∂Δyj/∂ω) (51)
ΔωΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂γ)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂γ))
+ΔγΣ((∂Δxj/∂γ)2+(∂Δyj/∂γ)2)
+ΔKuΣ((∂Δxj/∂γ)(∂Δxj/∂Ku)+(∂Δyj/∂γ)(∂Δyj/∂Ku))
+ΔKvΣ((∂Δxj/∂γ)(∂Δxj/∂Kv)+(∂Δyj/∂γ)(∂Δyj/∂Kv))
+ΔDuΣ((∂Δxj/∂γ)(∂Δxj/∂Du)+(∂Δyj/∂γ)(∂Δyj/∂Du))
+ΔDvΣ((∂Δxj/∂γ)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂γ)(∂Δyj/∂Dv))
=Σ((Δxxj)∂Δxj/∂γ+(Δyyj)∂Δyj/∂γ) (52)
ΔωΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂Ku)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂Ku))
+ΔγΣ((∂Δxj/∂γ)(∂Δxj/∂Ku)+(∂Δyj/∂γ)(∂Δyj/∂Ku))
+ΔKuΣ((∂Δxj/∂Ku)2+(∂Δyj/∂Ku)2)
+ΔKvΣ((∂Δxj/∂Ku)(∂Δxj/∂Kv)+(∂Δyj/∂Ku)(∂Δyj/∂Kv))
+ΔDuΣ((∂Δxj/∂Ku)(∂Δxj/∂Du)+(∂Δyj/∂Ku)(∂Δxj/∂Du))
+ΔDvΣ((∂Δxj/∂Ku)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂Ku)(∂Δxj/∂Dv))
=Σ((Δxxj)∂Δxj/∂Ku+(Δyyj)∂Δyj/∂Ku) (53)
ΔωΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂Kv)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂Kv))
+ΔγΣ((∂Δxj/∂γ)(∂Δxj/∂Kv)+(∂Δyj/∂γ)(∂Δyj/∂Kv))
+ΔKuΣ((∂Δxj/∂Ku)(∂Δxj/∂Kv)+(∂Δyj/∂Ku)(∂Δyj/∂Kv))
+ΔKvΣ((∂Δxj/∂Kv)2+(∂Δyj/∂Kv)2)
+ΔDuΣ((∂Δxj/∂Kv)(∂Δxj/∂Du)+(∂Δyj/∂Kv)(∂Δxj/∂Du))
+ΔDvΣ((∂Δxj/∂Kv)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂Kv)(∂Δxj/∂Dv))
=Σ((Δxxj)∂Δxj/∂Kv+(Δyyj)∂Δyj/∂Kv) (54)
ΔωΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂Du)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂Du))
+ΔγΣ((∂Δxj/∂γ)(∂Δxj/∂Du)+(∂Δyj/∂γ)(∂Δyj/∂Du))
+ΔKuΣ((∂Δxj/∂Ku)(∂Δxj/∂Du)+(∂Δyj/∂Ku)(∂Δyj/∂Du))
+ΔKvΣ((∂Δxj/∂Kv)(∂Δxj/∂Du)+(∂Δyj/∂Kv)(∂Δxj/∂Du))
+ΔDuΣ((∂Δxj/∂Du)2+(∂Δyj/∂Du)2)
+ΔDvΣ((∂Δxj/∂Du)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂Du)(∂Δxj/∂Dv))
=Σ((Δxxj)∂Δxj/∂Du+(Δyyj)∂Δyj/∂Du) (55)
ΔωΣ((∂Δxj/∂ω)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂ω)(∂Δyj/∂Dv))
+ΔγΣ((∂Δxj/∂γ)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂γ)(∂Δyj/∂Dv))
+ΔKuΣ((∂Δxj/∂Ku)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂Ku)(∂Δyj/∂Dv))
+ΔKvΣ((∂Δxj/∂Kv)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂Kv)(∂Δxj/∂Dv))
+ΔDuΣ((∂Δxj/∂Du)(∂Δxj/∂Dv)+(∂Δyj/∂Du)(∂Δxj/∂Dv))
+ΔDvΣ((∂Δxj/∂Dv)2+(∂Δyj/∂Dv)2)
=Σ((Δxxj)∂Δxj/∂Dv+(Δyyj)∂Δyj/∂Dv) (56)
ω=ω+Δω
γ=γ+Δγ
Ku=Ku+ΔKu
Kv=Kv+ΔKv
Du=Du+ΔDu
Dv=Dv+ΔDv
(ω, γ, Ku, Kv, Du, Dv)=(0, γ0, K0, K0, Du0, Dv0)
E=Σ(Xj2 + Yj2) - 2*Σ(Xj*Xfj) - 2*Σ(Yj*Yfj) + Σ(Xfj2 + Yfj2)
=Σ(Xj2 + Yj2)
- 2*Ku*Σ(Du - Uj)*(Xj*cosγ - Yj*sinγ)
- 2*Kv*Σ(Dv - Vj)*(Xj*sinγ + Yj*cosγ)
+ Ku2*Σ(Du - Uj)2 + Kv2*Σ(Dv - Vj)2 (59)
E=N*(xs0+ys0)
- 2N*Ku*((Du-u0)*r0*cos(φ+γ)+d0*cosγ-e0*sinγ)
- 2N*Kv*((Dv-v0)*r0*sin(φ+γ)+f0*sinγ+g0*cosγ)
+ N*(Ku2*((Du-u0)2+us0) + Kv2*((Dv-v0)2+vs0)) (59A)
m0=(e02 - g02)/vs0 + 2*d0*f0/us0
n0=(d02 - f02)/us0 - 2*e0*g0/vs0
γ=(1/2)*tan-1(n0/m0)
Ku=(d0*cosγ-f0*sinγ)/us0
Kv=(e0*sinγ+g0*cosγ)/vs0
Du=u0+(x0*cosγ - y0*sinγ)/Ku
Dv=v0+(y0*cosγ + x0*sinγ)/Kv
E=Σ(Xj2 + Yj2)
- 2*K*Σ(Du - Uj)*(Xj*cos(γ+ω) - Yj*sin(γ+ω))
- 2*K*Σ(Dv - Vj)*(Xj*sin(γ-ω) + Yj*cos(γ-ω))
+ K2*((1+sin(2γ)*sin(2ω))*Σ(Du - Uj)2
+ (1-sin(2γ)*sin(2ω))*Σ(Dv - Vj)2*
- 2*sin(2ω)*Σ(Du - Uj)*(Dv - Vj)) (62)
ここで、式を簡単にするため、以下としている。
K=K/cos(2ω) (cm)
E=N*(xs0+ys0)
- 2N*K*((Du-u0)*r0*cos(φ+γ+ω)+d0*cos(γ+ω)-e0*sin(γ+ω))
- 2N*K*((Dv-v0)*r0*sin(φ+γ-ω)+f0*sin(γ-ω)+g0*cos(γ-ω))
+ N*K2*((1+sin(2γ)*sin(2ω))*((Du-u0)2+us0)
+ (1-sin(2γ)*sin(2ω))*((Dv-v0)2+vs0)
- 2*sin(2ω)*((Du-u0)*((Dv-v0)+ws0)) (62A)
E2=Σ(Ku2*(Ufj - Uj)2 + Kv2*(Vfj - Vj)2) (65)
E2=Σ(Ku*(Du - Uj) - Xj*cos(γ-ω) + Yj*sin(γ-ω))2
+ Σ(Kv*(Dv - Vj) - Xj*sin(γ+ω) - Yj*cos(γ+ω))2)
=Ku2*Σ(Du - Uj)2 + Σ(Xj*cos(γ-ω) - Yj*sin(γ-ω))2
- 2*Ku*Σ(Du - Uj)*(Xj*cos(γ-ω) - Yj*sin(γ-ω))
+ Kv2*Σ(Dv - Vj)2 + Σ(Xj*sin(γ+ω) + Yj*cos(γ+ω))2)
- 2*Kv*Σ(Dv - Vj)*(Xj*sin(γ+ω) + Yj*cos(γ+ω))
=Ku2*Σ(Du - Uj)2 + Kv2*Σ(Dv - Vj)2
-2*Ku*Σ(Du - Uj)*(Xj*cos(γ-ω) + Yj*sin(γ-ω))
-2*Kv*Σ(Dv - Vj)*(Xj*sin(γ+ω) + Yj*cos(γ+ω))
+ (1+sin(2γ)*sin(2ω))*ΣXj2
+ (1-sin(2γ)*sin(2ω))*ΣYj2
- 2*sin(2ω)*ΣXj*Yj (65A)
zs0=Σ(Xj*Yj)/N
式(65A)は、以下のようになる。
E2=N*Ku2*((Du-u0)2+us0) + N*Kv2*((Dv-v0)2+vs0)
-2N*Ku*((Du-u0)*r0*cos(φ+γ-ω)+d0*cos(γ-ω)-e0*sin(γ-ω))
-2N*Kv*((Dv-v0)*r0*sin(φ+γ+ω)+f0*sin(γ+ω)+g0*cos(γ+ω))
+N*(1+sin(2γ)*sin(2ω))*xs0
+N*(1-sin(2γ)*sin(2ω))*ys0
-2N*sin(2ω)*zs0 (65B)
E3=Σ((Ufj - Uj)2 + (Vfj - Vj)2) (66)
ここで、誤差関数E3は、位相補正値γを含む補正パラメータで補正した到来方向誤差(Du-Ufj,Dv-Vfj)と実測値誤差(Du-Uj,Dv-Vj)との差である補正後残差の二乗を誤差計測データ55について合計した和である。なお、直交度ω、位相補正値γ、AZ感度係数KuおよびEL感度係数Kvの中で一部の補正パラメータで実測値誤差を補正してもよい。補正パラメータのそれぞれにより実測値誤差および到来方向誤差のうちの一方を補正し、すべての補正パラメータによる補正後の実測値誤差および到来方向誤差の差である補正後残差を計測誤差データについて合計した和が最小になるような補正パラメータを算出すればよい。
直交度ω=0.26°
位相補正値γ=39.67°
AZ感度係数Ku=0.895
EL感度係数Kv=0.981
U方向予測値誤差Du=−0.00270°
V方向予測値誤差Dv=0.00260°
直交度ω=2.95°
位相補正値γ=40.88°
AZ感度係数Ku=0.900
EL感度係数Kv=0.976
U方向予測値誤差Du=0.05383°
V方向予測値誤差Dv=0.03540°
直交度ω=−10°
位相補正値γ=180°
AZ感度係数Ku=1
EL感度係数Kv=1
U方向予測値誤差Du=0.05°
V方向予測値誤差Dv=0.03°
直交度ω=−11.78°
位相補正値γ=181.01°
AZ感度係数Ku=0.964
EL感度係数Kv=1.042
U方向予測値誤差Du=0.04368°
V方向予測値誤差Dv=0.02181°
以上のことは、他の実施の形態にもあてはまる。
実施の形態3は、校正塔(コリメーション)を使用して予め位相・感度を調整しておく場合である。そうすることで、ロケットなどの移動物体を追尾する場合で移動物体の軌道予測値が無い、あるいは軌道予測値の精度が悪い場合にも追尾できるようになる。図28は、この発明の実施の形態3に係るアンテナ制御装置を含むアンテナシステムの構成を示す図である。図29は、実施の形態3に係るアンテナ制御装置の構成を示すブロック図である。
α1=tan-1((Y1-Y2)/(X1-X2)) (67)
α2=tan-1((X3-X4)/(Y3-Y4)) (68)
γ=(α1+α2)/2 (69)
ω=(α1-α2)/2 (70)
Ku=√((X1-X2)2+(Y1-Y2)2)*cos(2ω)/2/Δθ (71)
Kv=√((X3-X4)2+(Y3-Y4)2)*cos(2ω)/2/Δθ (72)
Du=-((X1+X2+X3+X4)*cos(ω-γ)+(Y1+Y2+Y3+Y4)*sin(ω-γ))/4/Ku (73)
Dv=-((X1+X2+X3+X4)*sin(ω+γ)+(Y1+Y2+Y3+Y4)*cos(ω+γ))/4/Kv (74)
アンテナビーム半値幅(ビーム幅)=0.2°
オフセット角度Δθ=0.055°
直交度ω=−5°
位相補正値γ=43°
AZ感度係数=1.2
EL感度係数=0.85
U方向予測値誤差=0.05°
V方向予測値誤差を−0.03°
直交度ω=−5.00°
位相補正値γ=43.00°
AZ感度係数Ku=1.200
EL感度係数Kv=0.850
U方向予測値誤差Du=0.05000°
V方向予測値誤差Dv=―0.03000°
(実施の形態3の補正値算出部32Bの算出結果)
直交度ω=−5.62°
位相補正値γ=43.80°
AZ感度係数Ku=1.188
EL感度係数Kv=0.820
U方向予測値誤差Du=0.04998°
V方向予測値誤差Dv=―0.03047°
(実施の形態2の補正値算出部32Aの算出結果)
直交度ω=−5.51°
位相補正値γ=43.96°
AZ感度係数Ku=1.192
EL感度係数Kv=0.846
U方向予測値誤差Du=0.04981°
V方向予測値誤差Dv=―0.02915°
(実施の形態3の補正値算出部32Bの算出結果)
直交度ω=−13.77°
位相補正値γ=53.70°
AZ感度係数Ku=1.019
EL感度係数Kv=0.551
U方向予測値誤差Du=0.05101°
V方向予測値誤差Dv=―0.0370°
(実施の形態2の補正値算出部32Aの算出結果)
直交度ω=−10.00°
位相補正値γ=52.61°
AZ感度係数Ku=1.106
EL感度係数Kv=0.825
U方向予測値誤差Du=0.04659°
V方向予測値誤差Dv=―0.02135°
Δθ=0.05°、
X1=0.056°、Y1=−0.013°
X2=0.046°、Y2=0.013°
X3=0.018°、Y3=0.046°
X4=−0.021°、Y4=−0.045°
α1=14.5°
α2=23.2°
γ=18.8°
ω=−4.4°
Ku=1.04
Kv=0.97
Du=−0.0016°
Dv=−0.0008°
α1=(1/2)*tan-1((Y1-Y2)/(X1-X2))
+(1/4)*tan-1((Y1-Y0)/(X1-X0))+(1/4)*tan-1((Y2-Y0)/(X2-X0))
α2=((1/2)*tan-1((X3-X4)/(Y3-Y4))
+(1/4)*tan-1((Y3-Y0)/(X3-X0))+(1/4)*tan-1((Y4-Y0)/(X4-X0))
γ=(α1+α2)/2
ω=(α1-α2)/2
Ku=(cos(2ω)/4/Δθ)
*(√((X1-X2)2+(Y1-Y2)2)+√((X1-X0)2+(Y1-Y0)2)
+√((X2-X0)2+(Y2-Y0)2))
Kv=(cos(2ω)/4/Δθ)
*(√((X3-X4)2+(Y3-Y4)2)+√((X3-X0)2+(Y3-Y0)2)
+√((X4-X0)2+(Y4-Y0)2))
Du=-((4*X0+3*(X1+X2+X3+X4))*cos(ω-γ)
+(4*Y0+3*(Y1+Y2+Y3+Y4))*sin(ω-γ))/16/Ku
Dv=-((4*X0+3*(X1+X2+X3+X4))*sin(ω+γ)
+(4*Y0+3*(Y1+Y2+Y3+Y4))*cos(ω+γ))/16/Kv
実施の形態4は、差信号の信号強度がアンテナ制御装置に入力され、差信号の信号強度に応じてオフセット角度Δθを変更する場合である。ここでは、実施の形態2を変更した場合を示すが、実施の形態1でも同様に適用できる。図43は、この発明の実施の形態4に係るアンテナ制御装置を含むアンテナシステムの構成を示す図である。追尾受信機8Cは、差信号の信号強度(差信号レベルR)も出力する。
Δθ0:標準オフセット角度。
Δθmax:オフセット角度Δθの上限値。例えば、アンテナ1の半値幅の60%程度とする。
R:差信号レベル。
Rmin:差信号レベルRに対する下限値。
S:受信レベル。
Smin:受信レベルSに対する下限値。
fr(Δθ,R):オフセット角度Δθに対して差信号レベルRを予測する関数。Δθの増加に対して、Rは増加する。
fs(Δθ,S):オフセット角度Δθに対して受信レベルSを予測する関数。Δθの増加に対して、Sは減少する。
(a) R≧Rminである場合は、Δθ=Δθ0とする。Δθ0で十分な差信号レベルRが得られている。
(b)S≦Sminである場合は、Δθ=Δθ0とする。受信レベルSが悪く、さらに受信レベルを低下させることが許容できない。
(c) R<Rmin、かつS>Sminの場合は、S≧Smin、かつR≧Rmin、かつΔθ≦Δθmaxを満足するΔθを決定する。なお、条件を満足する場合には、Δθは小さい方が望ましい。すべての条件を満足するΔθが求められない場合は、S≧Sminを最優先して、Δθ≦Δθmax、R≧Rminの優先順位で、できるだけ多くの条件を満足するようにΔθを決める。
(c1) fs(Δθmax,S)≧Smin、かつfr(Δθmax,R)<Rminとなる場合は、Δθ=Δθmaxと決める。受信レベルSが十分に大きく、Δθ=Δθmaxにできる。しかし、差信号レベルRが悪く、Δθ=ΔθmaxとしてもR=Rminとすることはできない。できるだけRが大きくなるようにΔθ=Δθmaxとする。
(c2) fs(Δθmax,S)≧Smin、かつfr(Δθmax,R)≧Rminとなる場合は、fr(Δθ,R)≧RminとなるΔθをΔθrとして、Δθmax≧Δθ≧Δθrの範囲でΔθを決める。受信レベルSが十分に大きく、差信号レベルRが下限値Rmin以上になることだけを考慮してΔθを決める。
(c3) fs(Δθ,S)=SminとなるΔθ(ただし、Δθ<Δθmax)をΔθsとして、fr(Δθs,R)≧Rminの場合は、fr(Δθ,R)=RminとなるΔθをΔθrとして、Δθs≧Δθ≧Δθrの範囲内でΔθを決める。
(c4) fr(Δθs,R)<Rminの場合は、Δθ=Δθsと決める。受信レベルSが下限値以上の範囲で、差信号レベルRをできるだけ大きくする。
実施の形態5は、差信号のSN比がアンテナ制御装置に入力され、差信号のSN比に応じてプログラム追尾する期間の長さを変更する場合である。図46は、この発明の実施の形態5に係るアンテナ制御装置を含むアンテナシステムの構成を示す図である。追尾受信機8Dは、差信号のSN比Zをアンテナ制御装置9Dに出力する。図47は、実施の形態5に係るアンテナ制御装置の構成を示すブロック図ある。実施の形態2の場合の図19と異なる点を説明する。
Ts:プログラム動作時間。
Ts0:標準プログラム動作時間。
Tmax:プログラム動作時間の上限値。
Z:差信号のSN比。
Zmin:差信号のSN比に対する下限値。
(a) Z≧Zminである場合は、Ts=Ts0とする。Ts0で十分な差信号のSN比Zが得られている。
(b) Z<Zminである場合は、Ts=min(Ts0*√(Zmin/Z), Tmax)とする。ただし、Tsを何10分にすることは実際的でないので、上限Tmaxまでとする。
実施の形態6は、差信号レベルがアンテナ制御装置に入力され、差信号レベルに応じてオフセット角度とプログラム追尾する期間の長さを変更する場合である。オフセット角度とプログラム追尾する期間の長さを変更することで、どちらか一方だけを変更する場合では補正値算出部32Aが算出する補正パラメータの算出精度が決められた精度以上にできない場合でも、決められた精度以上できるようになる。図49は、この発明の実施の形態6に係るアンテナ制御装置を含むアンテナシステムの構成を示す図である。追尾受信機8Cは、差信号レベルRをアンテナ制御装置9Dに出力する。図50は、実施の形態6に係るアンテナ制御装置の構成を示すブロック図ある。実施の形態4の場合の図44と異なる点を説明する。
(a) R≧Rminである場合は、Ts=Ts0とする。Ts0で十分な差信号レベルRが得られている。
(b) R<Rminである場合は、Ts=min(Ts0*√(Rmin/R), Tmax)とする。
1:アンテナ、
2:アンテナ架台、
3:アンテナ駆動部、
4:給電装置、
5:和信号増幅変換器、
6:差信号増幅変換器、
7:信号受信機、
8:追尾受信機(測角処理部)、
9、9A、9B、9C、9D、9E:アンテナ制御装置(制御装置)、
10、10B:移動物体、
11、11B:電波、
12:指向方向計測部
13:仰角架台
14:方位角架台
15:基礎部
16:仰角駆動部
17:方位角駆動部
18:和信号AGC回路、
19:差信号AGC回路、
20:90度移相器、
21:I信号検波器、
22:Q信号検波器、
23:データ記憶部、
24:座標変換部、
25:インタフェース部、
26:軌道予測値データ生成部、
27:アンテナ駆動制御部、
28、28B、28C、28D、28E:プログラム制御部、
29:切替スイッチ、
30:モード判断部
31:誤差計測データ生成部、
32、32A、32B、32C:補正値算出部、
33、33A、33B:追尾制御部、
34、34A、34C、34D、34E:データ記憶部、
35:インタフェース部、
36:発振検出部、
37、37A:発振原因決定部(位相ずれ検出部、感度ずれ検出部)、
38:補正値更新部(位相補正値更新部、感度係数更新部)、
39:測角誤差補正部、
40、40E:オフセット角度算出部、
41、41E:プログラム動作期間設定部
51:位相補正値
52:感度係数
52A:AZ感度係数(方位角感度係数)
52B:EL感度係数(仰角感度係数)
53:軌道予測値データ
54:変更シナリオ
55:誤差計測データ
56:直交度、
57:標準オフセット角度
58:オフセット角度(変更基準角)
59:標準プログラム動作期間
60:プログラム動作期間
71:校正塔(試験電波源)
81:方位角の実測値
82:方位角のサーボ系の追従誤差
83:仰角の実測値
84:仰角のサーボ系の追従誤差
Claims (25)
- 通信相手からの電波を受信して受信信号を生成するアンテナが向く方向である指向方向の指令値が入力され、前記指令値との差がゼロに近づくように前記指向方向を変更するアンテナ駆動部を制御するアンテナ駆動制御部と、
前記通信相手の軌道予測値を取得する軌道予測値取得部と、
前記軌道予測値から前記指向方向を変化させる量である指向操作量の時間推移を表す、決められた変更シナリオにしたがって変化する前記指令値を生成して、前記アンテナ駆動制御部に出力するプログラム制御部と、
前記受信信号の和信号と差信号から求められる、前記電波が到来する方向である到来方向と前記指向方向との差を表す到来方向誤差と、前記到来方向誤差を求めた前記受信信号を受信した時の前記指向方向の実測値である指向方向実測値とを含む誤差計測データを生成する誤差計測データ生成部と、
前記プログラム制御部が動作中の異なる前記指令値で得られた少なくとも3個の前記誤差計測データから、前記到来方向誤差を回転させる角度である位相補正値を算出する補正値算出部と、
前記位相補正値により補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する追尾制御部とを備えた制御装置。 - 前記プログラム制御部は、前記軌道予測値から予測される前記指向方向である予測方向との角度差が、前記和信号の信号強度の低下が上限値以下になるように決められた最大角度差以下である範囲で前記指令値を生成する、請求項1に記載の制御装置。
- 通信相手からの電波を受信して受信信号を生成するアンテナが向く方向である指向方向の指令値が入力され、前記指令値との差がゼロに近づくように前記指向方向を変更するアンテナ駆動部を制御するアンテナ駆動制御部と、
決められた変更シナリオにしたがって変化する前記指令値を生成して、前記アンテナ駆動制御部に出力するプログラム制御部と、
前記受信信号の和信号と差信号から求められる、前記電波が到来する方向である到来方向と前記指向方向との差を表す到来方向誤差と、前記到来方向誤差を求めた前記受信信号を受信した時の前記指向方向の実測値である指向方向実測値とを含む誤差計測データを生成する誤差計測データ生成部と、
前記プログラム制御部が動作中の異なる前記指令値で得られた少なくとも3個の前記誤差計測データから、前記到来方向誤差を回転させる角度である位相補正値と、前記到来方向と前記指向方向実測値との差である実測値誤差と前記到来方向誤差との比の値である感度係数とを算出する補正値算出部と、
前記位相補正値および前記感度係数で補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する追尾制御部とを備えた制御装置。 - 前記補正値算出部は、前記到来方向、前記位相補正値および前記感度係数を仮定し、前記位相補正値および前記感度係数のそれぞれにより前記実測値誤差と前記到来方向誤差のうちの一方を補正し、前記位相補正値および前記感度係数による補正後の前記実測値誤差と前記到来方向誤差の差である補正後残差の二乗を前記誤差計測データについて合計した和が最少になるような前記位相補正値および前記感度係数を算出する、請求項3に記載の制御装置。
- 前記補正値算出部は、異なる前記指令値での少なくとも4個の前記誤差計測データから、前記位相補正値と、方位角方向での前記感度係数である方位角感度係数と、仰角方向での前記感度係数である仰角感度係数とを求め、
前記追尾制御部は、前記位相補正値、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数で補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する、請求項3に記載の制御装置。 - 前記補正値算出部は、前記到来方向、前記位相補正値、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数を仮定し、前記位相補正値、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数のそれぞれにより前記実測値誤差と前記到来方向誤差のうちの一方を補正し、前記位相補正値、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数による補正後の前記実測値誤差と前記到来方向誤差の差である補正後残差の二乗を前記誤差計測データについて合計した和が最少になるような前記位相補正値と前記方位角感度係数と前記仰角感度係数とを算出する、請求項5に記載の制御装置。
- 通信相手からの電波を受信して受信信号を生成するアンテナが向く方向である指向方向の指令値が入力され、前記指令値との差がゼロに近づくように前記指向方向を変更するアンテナ駆動部を制御するアンテナ駆動制御部と、
決められた変更シナリオにしたがって変化する前記指令値を生成して、前記アンテナ駆動制御部に出力するプログラム制御部と、
前記受信信号の和信号と差信号から求められる、前記電波が到来する方向である到来方向と前記指向方向との差を表す到来方向誤差と、前記到来方向誤差を求めた前記受信信号を受信した時の前記指向方向の実測値である指向方向実測値とを含む誤差計測データを生成する誤差計測データ生成部と、
前記プログラム制御部が動作中の異なる前記指令値で得られた少なくとも4個の前記誤差計測データから、前記到来方向誤差を回転させる角度である位相補正値と、前記和信号および前記差信号を直交検波する2軸の間の角度と90度との差を表す直交度とを算出する補正値算出部と、
前記位相補正値および前記直交度で補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する追尾制御部とを備えた制御装置。 - 前記補正値算出部は、前記到来方向、前記位相補正値および前記直交度を仮定し、前記位相補正値および前記直交度のそれぞれにより、前記到来方向と前記指向方向実測値との差である実測値誤差と前記到来方向誤差のうちの一方を補正し、前記位相補正値および前記直交度による補正後の前記実測値誤差と前記到来方向誤差の差である補正後残差の二乗を前記誤差計測データについて合計した和が最少になるような前記位相補正値および前記直交度を算出する、請求項7に記載の制御装置。
- 前記補正値算出部は、異なる前記指令値での少なくとも4個の前記誤差計測データから、前記位相補正値と、前記和信号および前記差信号の2軸の間の角度と90度との差を表す直交度と、前記感度係数とを求め、
前記追尾制御部は、前記位相補正値、前記直交度および前記感度係数で補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する、請求項3に記載の制御装置。 - 前記補正値算出部は、前記到来方向、前記位相補正値、前記直交度および前記感度係数を仮定し、前記位相補正値、前記直交度および前記感度係数のそれぞれにより前記実測値誤差と前記到来方向誤差のうちの一方を補正し、前記位相補正値、前記直交度および前記感度係数による補正後の前記実測値誤差と前記到来方向誤差の差である補正後残差の二乗を前記誤差計測データについて合計した和が最少になるような前記位相補正値、前記直交度および前記感度係数を算出する、請求項9に記載の制御装置。
- 前記補正値算出部は、前記位相補正値と、前記和信号および前記差信号を直交検波する2軸の間の角度と90度との差を表す直交度と、前記方位角感度係数と、前記仰角感度係数とを求め、
前記追尾制御部は、前記位相補正値、前記直交度、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数で補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する、請求項5に記載の制御装置。 - 前記補正値算出部は、前記到来方向、前記位相補正値、前記直交度、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数を仮定し、前記位相補正値、前記直交度、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数のそれぞれにより前記実測値誤差と前記到来方向誤差のうちの一方を補正し、前記位相補正値、前記直交度、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数による補正後の前記実測値誤差と前記到来方向誤差の差である補正後残差の二乗を前記誤差計測データについて合計した和が最少になるような前記位相補正値、前記直交度、前記方位角感度係数および前記仰角感度係数を算出する、請求項11に記載の制御装置。
- 前記通信相手の軌道予測値を取得する軌道予測値取得部をさらに備え、
前記プログラム制御部は、前記軌道予測値から予測される前記指向方向である予測方向との角度差が、前記和信号の信号強度の低下が上限値以下になるように決められた最大角度差以下である範囲で前記指令値を生成する、請求項3から請求項12の何れか1項に記載の制御装置。 - 前記プログラム制御部は、前記予測方向を中心とする天球上の円となる前記指令値を生成する、請求項2または請求項13に記載の制御装置。
- 通信相手からの電波を受信して受信信号を生成するアンテナが向く方向である指向方向の指令値が入力され、前記指令値との差がゼロに近づくように前記指向方向を変更するアンテナ駆動部を制御するアンテナ駆動制御部と、
前記通信相手の軌道予測値を取得する軌道予測値取得部と、
決められた変更シナリオにしたがって変化する、前記軌道予測値から予測される前記指向方向である予測方向を中心とする天球上の円となる前記指令値を生成して、前記アンテナ駆動制御部に出力するプログラム制御部と、
前記受信信号の和信号と差信号から求められる、前記電波が到来する方向である到来方向と前記指向方向との差を表す到来方向誤差と、前記到来方向誤差を求めた前記受信信号を受信した時の前記指向方向の実測値である指向方向実測値とを含む誤差計測データを生成する誤差計測データ生成部と、
前記プログラム制御部が動作中の異なる前記指令値で得られた少なくとも3個の前記誤差計測データから、前記到来方向誤差を回転させる角度である位相補正値を算出する補正値算出部と、
前記位相補正値により補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する追尾制御部とを備えた制御装置。 - 前記プログラム制御部は、前記アンテナに対して決められた位置の地上に設置された、電波を放射する試験電波源を一時的な前記通信相手として、前記アンテナから前記試験電波源に向かう方向との角度差が、前記和信号の信号強度の低下が上限値以下になるように決められた最大角度差以下である範囲で前記指令値を生成する、請求項3から請求項12の何れか1項に記載の制御装置。
- 通信相手からの電波を受信して受信信号を生成するアンテナが向く方向である指向方向の指令値が入力され、前記指令値との差がゼロに近づくように前記指向方向を変更するアンテナ駆動部を制御するアンテナ駆動制御部と、
決められた変更シナリオにしたがって変化する前記指令値を生成して、前記アンテナ駆動制御部に出力するプログラム制御部と、
前記受信信号の和信号と差信号から求められる、前記電波が到来する方向である到来方向と前記指向方向との差を表す到来方向誤差と、前記到来方向誤差を求めた前記受信信号を受信した時の前記指向方向の実測値である指向方向実測値とを含む誤差計測データを生成する誤差計測データ生成部と、
前記プログラム制御部が動作中の異なる前記指令値で得られた少なくとも3個の前記誤差計測データから、前記到来方向誤差を回転させる角度である位相補正値を算出する補正値算出部と、
前記位相補正値により補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する追尾制御部とを備え、
前記プログラム制御部は、前記アンテナに対して決められた位置の地上に設置された、電波を放射する試験電波源を一時的な前記通信相手として、前記アンテナから前記試験電波源に向かう方向との角度差が、前記和信号の信号強度の低下が上限値以下になるように決められた最大角度差以下である範囲で前記指令値を生成する、制御装置。 - 前記プログラム制御部は、前記試験電波源に向かう方向を基準として天球上の直交する第1の方向と第2の方向のそれぞれで決められた角度差を有する少なくとも2個の天球上の点である天球点で決められた時間だけ前記指令値が静止する前記変更シナリオにしたがって変化する前記指令値を生成し、
前記誤差計測データ生成部は、少なくとも4個の前記指令値が静止する前記天球点で前記誤差計測データを生成し、
前記補正値算出部は、前記第1の方向の前記天球点で計測された前記誤差計測データの間の式と、前記第2の方向の前記天球点で計測された前記誤差計測データの間の式とを用いて前記位相補正値を算出する、請求項16または請求項17に記載の制御装置。 - 通信相手からの電波を受信して受信信号を生成するアンテナが向く方向である指向方向の指令値が入力され、前記指令値との差がゼロに近づくように前記指向方向を変更するアンテナ駆動部を制御するアンテナ駆動制御部と、
決められた変更シナリオにしたがって変化する前記指令値を生成して、前記アンテナ駆動制御部に出力するプログラム制御部と、
前記受信信号の和信号と差信号から求められる、前記電波が到来する方向である到来方向と前記指向方向との差を表す到来方向誤差と、前記到来方向誤差を求めた前記受信信号を受信した時の前記指向方向の実測値である指向方向実測値とを含む誤差計測データを生成する誤差計測データ生成部と、
前記プログラム制御部が動作中の異なる前記指令値で得られた少なくとも3個の前記誤差計測データから、前記到来方向誤差を回転させる角度である位相補正値を算出する補正値算出部と、
前記位相補正値により補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する追尾制御部とを備え、
前記プログラム制御部は、前記アンテナに対して決められた位置の地上に設置された、電波を放射する試験電波源を一時的な前記通信相手として、前記アンテナから前記試験電波源に向かう方向を基準として天球上の直交する第1の方向と第2の方向のそれぞれで決められた角度差を有する少なくとも2個の天球上の点である天球点で決められた時間だけ前記指令値が静止する前記変更シナリオにしたがって変化する前記指令値を生成し、
前記誤差計測データ生成部は、少なくとも4個の前記指令値が静止する前記天球点で前記誤差計測データを生成し、
前記補正値算出部は、前記第1の方向の前記天球点で計測された前記誤差計測データの間の式と、前記第2の方向の前記天球点で計測された前記誤差計測データの間の式とを用いて前記位相補正値を算出する、制御装置。 - 前記追尾制御部が動作中に算出された複数個の前記感度係数が、決められた幅を有する1を含まない範囲内にある場合に感度ずれを検出する感度ずれ検出部と、
前記感度ずれ検出部が前記感度ずれを検出した場合に、前記感度係数を更新する感度係数更新部とをさらに備えた、請求項3から請求項5、請求項9から請求項12の何れか1項に記載の制御装置。 - 前記補正値算出部は、前記到来方向および前記位相補正値を仮定し、前記到来方向と前記指向方向実測値との差である実測値誤差と前記到来方向誤差のうちの一方を前記位相補正値により補正した値と他方との差である補正後残差の二乗を前記誤差計測データについて合計した和が最少になるような前記位相補正値を算出する、請求項1、請求項2、請求項15、請求項17、請求項19の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記追尾制御部が動作中に算出された複数個の前記位相補正値が、決められた幅を有するゼロを含まない範囲内にある場合に位相ずれが発生していると判断する位相ずれ検出部と、
前記位相ずれ検出部が前記位相ずれを検出した場合に、前記位相補正値を更新する位相補正値更新部とをさらに備えた、請求項1から請求項21の何れか1項に記載の制御装置。 - 通信相手からの電波を受信して受信信号を生成するアンテナが向く方向である指向方向の指令値が入力され、前記指令値との差がゼロに近づくように前記指向方向を変更するアンテナ駆動部を制御するアンテナ駆動制御部と、
決められた変更シナリオにしたがって変化する前記指令値を生成して、前記アンテナ駆動制御部に出力するプログラム制御部と、
前記受信信号の和信号と差信号から求められる、前記電波が到来する方向である到来方向と前記指向方向との差を表す到来方向誤差と、前記到来方向誤差を求めた前記受信信号を受信した時の前記指向方向の実測値である指向方向実測値とを含む誤差計測データを生成する誤差計測データ生成部と、
前記プログラム制御部が動作中の異なる前記指令値で得られた少なくとも3個の前記誤差計測データから、前記到来方向誤差を回転させる角度である位相補正値を算出する補正値算出部と、
前記位相補正値により補正した前記到来方向誤差を前記指向方向実測値に加えた値を前記指令値として前記アンテナ駆動制御部に出力する追尾制御部と、
前記追尾制御部が動作中に算出された複数個の前記位相補正値が、決められた幅を有するゼロを含まない範囲内にある場合に位相ずれが発生していると判断する位相ずれ検出部と、
前記位相ずれ検出部が前記位相ずれを検出した場合に、前記位相補正値を更新する位相補正値更新部とを備えた制御装置。 - 前記差信号の信号強度または信号対雑音比が閾値よりも低い場合に、前記信号強度または前記信号対雑音比の減少に対して単調非減少になるように前記補正値算出部で使用する前記誤差計測データの数を決めるデータ数決定部をさらに備えた、請求項1から請求項23の何れか1項に記載の制御装置。
- 前記変更シナリオにおいて前記指令値を変化させる基準となる変更基準角度を、前記差信号の信号強度または信号対雑音比が下限値以上になるように決める変更基準角決定部をさらに備えた、請求項1から請求項24の何れか1項に記載の制御装置。
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