JPH02132926A - 適応型チルトビーム送信アンテナ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、伝送媒体中に異常気象に起因するダクトが生
じても、受信信号電力の低下を軽減し、高品質な通信を
提供することができるｊｍ応型チルトビーム送信アンテ
ナ制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、地上マイクロ波伝送系において、異常気象時にお
いては、伝送媒体中にタリトが生じ、電波伝搬特性が正
常な大気の場合とは異なる特性になり、受信信号電力が
低下してしまう　（ダクト性フェージング）ことが知ら
れている（例えば、松尾三郎著．マイクロ波伝搬，コロ
ナ社，昭和２８年８月１０日初版発行）。このようなダ
クト性フエージングによる受信信号電力の低下を補償す
る方式として、複数の受信アンテナの指向性を、それぞ
れ異なる方向に固定して受信する方式が知られている（
例えば、佐々木，細矢，吉川，“フェージングを軽減す
るチルトビームダイバーシチ受借方式”，電子情報通信
学会論文誌，　Ｖｏｌｊ７０−Ｂ　Ｎｏ．１０ρｐ．　
１２５１−１２５３）。

もし、伝送媒体中の大気の気温，気圧．水蒸気圧を求め
、ダクトの特性を予め知ることができれば、送信点にお
いて、送信点から受信点までの距離，送受信アンテナの
地上からの高さ，送信アンテナの送信ビーム方向の関数
として、受信アンテナ位置における送信信号の到達角度
を、例えば、レイ・トレーシングのような手法を用いる
ことによって求めることができる。このように、送信点
において、どのような方向へ信号を発射すれば受信アン
テナに到達するかがわかれば、その方向へ信号を発射す
るように送信アンテナの指向性を設定することによって
、ダクト性フェージングによって生じる受信信号電力の
低下を補償することができる。しかし、送信点から受信
点までの伝ｍ路にわたって、時々刻々変動しているダク
トの特性を求めることは非常に困難である。

このため、送受信アンテナのビームの方向を、ある方向
を中心としてそれぞれ異なる周波数で変動させる方式が
知られている。この方式では、送信アンテナのビームを
変動させる周波数と受信アンテナのビームを変動させる
周波数として異なる周波数の組を選べば、時間的に変動
する受信信号の平均電力の値をそれぞれの周波数の例え
ば正弦波と相関をとることによって、送信アンテナのビ
ームを変動させたことに起因する受信信号の平均電力の
変化と、受信アンテナのビームを変動させたことに起因
する受信信号の平均電力の変化を、それぞれ独立に観測
することができる。このようにして、観測された受信信
号の平均電力に基づいて、受信信号の平均電力が大きく
なる方向へ送受信アンテナのビームを制御することによ
って、時々刻々変動する伝擾路のダクトの特性を求めず
に、受信信号電力の低下を軽減することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、ダクトによって受信点が盲域に入った場
合、受信側では全《送信信号を受信できなくなる。また
、送信点においても、制御信号を受信することができな
い。この場合、従来技術では、受信信号を用いて送信ア
ンテナのビームを制御しているため、制御系が発敗して
しまうという問題点があった。

本発明の目的は、このような問題点を解決した適応型チ
ルトビーム送信アンテナ制御装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の適応チルトビーム送信アンテナ制御装置は、 受信系からの制御信号を受信すると共に、送信信号を送
信する指向性可変送信アンテナと、前記指向性可変送信
アンテナが受信した前記制御信号のレベルを測定する受
信信号レベル測定回路と、 前記受信信号レベル測定回路により測定された受信信号
レベルを所定レベルと比１校する比較器と、前記指向性
可変送信アンテナの指向性を制御するための情ｔａを出
力するアンテナ指向性制御回路と、 前記指向性可変送信アンテナの指向性を広範囲にわたっ
てスキャンさせるための情報を出力するアンテナ指向性
スキャン回路と、 前記制御信号を入力信号とし、前記比較器の出力に基づ
いて前記アンテナ指向性制御回路あるいは前記アンテナ
指向性スキャン回路を選択して、前記入力信号を選択し
た回路に入力させる第１のスイッチと、 前記比較器の出力によって前記アンテナ指向性制御回路
の出力と前記アンテナ措同性スキャン回路の出力を選択
して出力する第２のスイッチと、前記第２のスイッチの
出力を入力とし、前記指同性可変送信アンテナの指向性
を変動させるアンテナ指向性変動回路とを有している。

〔作用〕

受信点が盲域に入った場合、受信点における受信信号レ
ベルが低下するばかりではなく、送信系において用いら
れる受信系からの制御信号のレベルも同様に低下する。

本発明では、送信点における制御信号のレベルがあるレ
ベル以下になってしまった場合、従来の技術の項で述べ
たアンテナビームの制御の代わりに、アンテナビームス
キャン制御に移る。このアンテナビームスキャン制御で
は、送信点における制御信号のレヘルがあるレヘルを越
えるまで、送信アンテナビームをその可動範囲の中でス
キャンさせ、制御信号があるレベルを越えたときに、従
来の技術の項で述べた制御に移る。

以上のような新しい制１■を加えることによって、受信
点が盲域に入った場合でも制御の発散が生ずることがな
くなる。さらに、受信点が盲域からはずれて信号を再び
受信することができれば、送信系においても、受信系か
らの制御信号のレベルが上昇するから、従来の技術の項
で述べた送信アンテナビームの制御によって、短時間で
受信系における受信電力を最大化することができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の適応型チルトビーム送信アンテナ制
御装置の実施例を示す系統図である。図において、１は
指向性可変送信アンテナ、２は平均信号電力測定回路、
３は比較器、４及び５はスイッチ、６はアンテナ指向性
制御回路、７はアンテナ指向性スキャン回路、８はアン
テナ指向性変動回路、９はメモリ、１００は制１■回線
である。

制御回線１００は、受信系からの制’＜’ｉｎ信号を伝
送する。

指向性可変送信アンテナ１は、制御回線１００を介して
、受信系からの制御信号を受信すると共に、送信信号を
送信する。

平均信号電力測定回路２は、指向性可変送信アンテナ１
で受信した制御信号の平均電力を測定する。

比較器３は、平均信号電力測定回路２で測定された受信
制御信号の平均電力を入力し、あるスレソショルドと比
較してスレソショルドよりも大きいか小さいか（Ｈまた
はＬ）を、スイッチ４及びスイッチ５に出力する。

スイノチ４は、比較器３の出力に基づいてアンテナ指向
性制ｔ’ｆｌ１回路６あるいはアンテナ指向性スキャン
回路７を選択して、受信制御信号を選択した回路に入力
させる。すなわち、比較器３の出力がＨのときアンテナ
指向性制御回路６を選択し、比較器３の出力がＬのとき
アンテナ指向性スキャン回路７を選択する。

アンテナ指向性制御回路６は、スイッチ４の出力を入力
とし、指向性可変送信アンテナ１の指向性を制御するた
めの情報を出力する。

アンテナ指向性スキャン回路７は、スイ・７チ４の出力
を入力とし、指向性可変送信アンテナ１の指向性を広範
囲にわたってスキャンさせるための情和を出力する。

メモリ９は、アンテナビームの中心角を記憶しており、
アンテナビームの中心角が変化されるたびに更新される
。

スイッチ５は、比較器３の出力によってアンテナ指向性
制御回路６の出力とアンテナ指向性スキャン回路７の出
力を選択して出力する。すなわち、比較器３の出力がＨ
のときアンテナ指向性制御回路６を選択し、比較器３の
出力がＬのときアンテナ指向性スキャン回路７を選択す
る。

アンテナ指向性変動回路８は、スイノチ５の出力を入力
とし、指向性可変送信アンテナ１の指向性を変動させる
。

次に、この実施例の動作について説明する。指向性可変
送信アンテナ１では、制御回線１００を介して、受信系
からの制御信号を受信している。指向性可変送信アンテ
ナ１で受信した制御信号は、平均信号電力測定回路２に
入力される。比較器３では、平均信号電力測定回路２で
測定された受信制御信号の平均電力を入力し、あるスレ
ンショルドと比較してスレソショルドよりも大きいか小
さいかを、スイッチ４及びスイッチ５に出力する。

スイノチ４では、比較器３の出力がＨあるいはＬに従っ
て、それぞれアンテナ指向性制御回路６あるいはアンテ
ナ指向性スキャン回路７を選択して、受信制御信号を入
力する。スインチ５も同様に、比較器３の出力（Ｉ｛あ
るいはＬ）に従って、アンテナ指向性制御回路６あるい
はアンテナ指向性スキャン回路７の出力を選択し、アン
テナ指向性変動回路８に接続する。指向性可変送信アン
テナ１は、アンテナ指向性変動回路８の出力に従って、
指向性を変化する。メモリ９は、アンテナビームの中心
角を記ｔαしており、アンテナビームの中心角が変化さ
れるたびに更新される。

比較器３の出力がＨの場合、スイッチ４及び５はアンテ
ナ指向性制御回路６をｉ！！訳し、従来の技術の項で説
明したアンテナビームの制御が行われる。比較器３の出
力がＬの場合、スイッチ４及び５はアンテナ指向性スキ
ャン回路７を選択し、アンテナビームスキャン制御に移
る。このアンテナビームスキャン制御では、送信アンテ
ナビームをその可動範囲の中でスキャンさせる。

以上のように、比較器３の出力が変化して、アンテナビ
ームの制御が移ったときに、以前のアンテナビームの中
心角情報は、メモリ９を介して新しく移った制御系へ転
送される。

第２図は、第１図におけるアンテナ指向性スキャン回路
７の一例を示す系統図である。図において、１０は入力
端子、１１，　１２．　１６及び１７はメモリ、１３は
加算器、１４及び１５は比較器、１８は排他的論理和回
路、２０はカウンタ、２１は出力端子である。

このアンテナ指向性スキャン回路７の動作について説明
する。第１図の比較器３の出力が入力端子１０に入力さ
れる。入力端子１０の入力信号がＬに変化したときに、
カウンタ２０が動作を開始し、設定された時間が経過す
るたびにパルスをメモリ１１及びメモ１月２に出力する
。メモ１月１及びメモ１月２は、カウンタ２０からのパ
ルスを入力すると、記ｔαしている情報を加算器１３へ
入力する。ここで、メモ１月１は、第１図のメモリ９と
同一のメモリであり、アンテナビームの中心角を記ｔａ
シており、メモ１月２は＋１あるいは−１を記憶してい
る。加算器１３は、メモ１月１とメモ１月２の値を加算
し、比較器１４．　１５及び出力端子２１へ出力する。

また、メモリ托及び１７は、それぞれアンテナビームの
上方可動限界，下方可動限界を記憶している。比較器１
４．１５は、それぞれ、加算器１３の出力とメモリ托及
び１７の値を比較し、等しければＯ、異なれば１を排他
的論理和回路１８へ出力する。排他的論理和回路１８の
出力は、メモリ１２に入力される。排他的論理和回路１
８の出力が１であれば、メモ１月２に記ＬＯされている
内容の符号を反転する。以上の動作を、入力端子１０へ
の入力信号がＨに変化するまで、繰り返す。

以上により、受信点が盲域に入ったときから盲域から出
るときまで、アンテナビームを可変範囲の上限から下限
までスキャンすることができる。

〔発明の効果〕

本発明により、伝送媒体において生じるダクト性フェー
ジングにより、受信点が盲域に入っても、制御系が発散
することがなくなる。さらに、受信点が盲域からはずれ
たときには、短い時間で受信点において最大電力を受信
するように送信アンテナビームを制御することが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す系統図、第２図は、第
１図のアンテナスギャン回路の一例の系統図である。 ■・・・・・指向性可変送信アンテナ ２・・・・・平均信号電力測定回路 ３・・・・・比較器 ４、５・　・　・スイッチ ６・・・・・アンテナ指向性制御回路 ７・・・・・アンテナ指向性スキャン回路８・・・・・
アンテナ指向性変動回路 ９・・・・・メモリ １００　　・・・・制御回線 １０・・・・・入力端子 １１，　１２，　１６．　１７・・・メモリ１３・・・
・・加算器 １４．　１５・・・比較器 ｌ８・・・・・排他的論理和回路 ２０・・・・・カウンタ ２１・・・・・出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信系からの制御信号を受信すると共に、送信信
   号を送信する指向性可変送信アンテナと、前記指向性可
   変送信アンテナが受信した前記制御信号のレベルを測定
   する受信信号レベル測定回路と、 前記受信信号レベル測定回路により測定された受信信号
   レベルを所定レベルと比較する比較器と、前記指向性可
   変送信アンテナの指向性を制御するための情報を出力す
   るアンテナ指向性制御回路と、 前記指向性可変送信アンテナの指向性を広範囲にわたっ
   てスキャンさせるための情報を出力するアンテナ指向性
   スキャン回路と、 前記制御信号を入力信号とし、前記比較器の出力に基づ
   いて前記アンテナ指向性制御回路あるいは前記アンテナ
   指向性スキャン回路を選択して、前記入力信号を選択し
   た回路に入力させる第１のスイッチと、 前記比較器の出力によって前記アンテナ指向性制御回路
   の出力と前記アンテナ指向性スキャン回路の出力を選択
   して出力する第２のスイッチと、前記第２のスイッチの
   出力を入力とし、前記指向性可変送信アンテナの指向性
   を変動させるアンテナ指向性変動回路とを有する適応型
   チルトビーム送信アンテナ制御装置。