JPH06130138A - 電波到来方位・偏波計測用アンテナ装置、電波到来方位・偏波計測装置及びアンテナ指向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電波の到来方向と到来電波の直線偏波の偏波面
角度を同時に計測することができる小型で安価な電波到
来方位・偏波計測用アンテナ装置、電波到来方位・偏波
計測装置及びアンテナ指向装置とする。 【構成】２本の基準軸の交点に対して対称に且つ第１基
準軸上に各々の中心がくるように配置された第１アンテ
ナ１１と第２アンテナ１２とからなる第１のアンテナ対
と、前記２本の基準軸の交点に対して対称に且つ第２基
準軸上に各々の中心がくるように配置された第３アンテ
ナ１３と第４アンテナ１４とからなる第２のアンテナ対
とを備え、第１アンテナ１１と第２アンテナ１２を夫々
右旋円偏波アンテナで構成し、第３アンテナ１３と第４
アンテナ１４を夫々左旋円偏波アンテナで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遠方の送信局から輻射
される直線偏波の電波を受信し、受信点での電波の到来
方位と受信波の偏波面の傾き角（偏波面角度）を計測す
る、電波到来方位・偏波計測用アンテナ装置、電波到来
方位・偏波計測装置及びこの電波到来方位・偏波計測装
置を備えたアンテナ指向装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】無線通信、特にマイクロ波を用いた通信
では、通信回線品質の高度化、及び通信路の空間的な分
離を行い周波数の有効利用を図る目的で、狭いビーム幅
を持ち、従って高い利得を有する指向性アンテナが使用
されることがきわめて多くなってきている。また、さら
なる周波数の高度利用の技術として電波の偏波の違いを
利用した偏波面多重技術も実用化されてきている。

【０００３】このような技術を用いた通信を行うために
は、送信・受信アンテナが正確に正対し、且つ偏波面も
正確に一致するようアンテナの方位と姿勢を調整しなけ
ればならない。固定点間の通信の場合には、アンテナを
設置する際にこのような条件を満足するように調整して
設置すればその後の調整は不要となり、運用上の問題が
ない。しかし、アンテナが車両に搭載されるような半固
定通信局で通信を行う場合には、通信を開始する度にア
ンテナの方位と姿勢を正確に調整する必要がある。

【０００４】従来は、送信の準備段階で相手局が送信す
る電波を受信し、その強度が最大になるようにアンテナ
の姿勢を調整し、且つ直交直線偏波を用いた偏波多重通
信ではこれから送信しようとする偏波と直交する偏波成
分を持つ受信波の受信強度が最小となるようにアンテナ
偏波面角度の調整を行うという作業を人手に頼って行っ
ていた。これらの調整は、各調整が独立でないため、熟
練した作業員にとっても多大の時間を要する作業となっ
ていた。

【０００５】一方、近年その利用が広範囲に亘ってきた
人工衛星通信の分野では、船舶、車両、列車、航空機等
の移動体で衛星からの電波の受信及び直接衛星に送信す
るという運用も研究されてきている。この種の運用の場
合には、移動体上のアンテナの方位・姿勢、さらに偏波
面を実時間で制御する必要がある。このような半移動、
移動局のアンテナ制御の為のシステムとして、従来から
いくつかの方法が提案されている。

【０００６】その一つの方法としては、ジャイロコンパ
スや加速度センサ等を用いて移動体の位置、姿勢、及び
方位を正確に検出し、これらをもとにアンテナの姿勢を
制御するというものである。また、別の方法としては、
移動体の相手局（例えば衛星）が送信している電波を受
信し、その電波の到来方向を機械的、電気的な手段で計
測し、常に移動体自身のアンテナを電波到来方向、即ち
相手局に指向させておく方法で、具体的には、コニカル
スキャン方式や各種モノパルス方式が提案されている。

【０００７】コニカルスキャン方式の概略説明図を図１
０に示す。図１０（ａ）に示すようにアンテナに連結さ
れた駆動手段を有し、この駆動手段によって中心軸から
少し傾いたアンテナビームを機械的に回転させながら受
信強度を測定する。図１０（ｂ）はアンテナの回転角度
と受信強度との関係を示したグラフである。電波の到来
方向がアンテナの回転軸と一致したときには、その受信
強度はアンテナの回転にかかわらず一定になるはずであ
る。グラフ中の（イ）は到来方向が回転軸上からずれて
いるとき、（ロ）は到来方向が回転軸上にあるときのも
のである。このように本方式は受信強度変動のない回転
中心を求め、この回転中心に相手局をとらえる方法であ
る。

【０００８】また、モノパルス方式の一例を図１１に示
す。本例では受信アンテナに４つのホーンアンテナを使
用している。各アンテナは偏波特性が同一で、所定距離
離れて配置され、それぞれのアンテナの出力端子はハイ
ブリッド回路に接続される。ハイブリッド回路からはア
ンテナの出力ベクトルの和信号と差信号に関する信号が
出力される。これら信号は、共通の局部発信器で駆動さ
れるミキサーで中間周波数信号とされ、利得可変ＩＦ増
幅器で振幅を一定に増幅される。この和信号と差信号は
到来方位の関数となっており、位相振幅検波器を経て、
これらの振幅比と位相差とから位相振幅検波器で二次元
の電波到来方向を決定する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ジ
ャイロコンパスや加速度センサ等のセンサを使用する方
式では、移動体の方位、姿勢の検出精度を高めようとす
ればセンサ自身が非常に高価で大型の装置となり、移動
体の負担が大きくなり搭載することが困難になるという
問題がある。また、偏波面の制御も行うためには、大量
の計算を高速で行うことが必要となり装置がさらに複雑
化するという問題がある。

【００１０】また、コニカルスキャン方式では、アンテ
ナを機械的に回転させるため、その機械的構造が大型、
複雑化する上に、原理的に相手局方向とビームのピーク
は一致しないため、通信回線品質が最大化できないとい
う問題がある。さらに、偏波面に関する情報を得ること
ができないという問題もある。次に、モノパルス方式で
は、電波の到来方向を知ることは可能であるが偏波面の
角度を知ることはできず、偏波面を知るために別の受信
系を用意する必要がある。従って、全体のアンテナシス
テムが大型化してしまうという問題がある。

【００１１】一方、偏波面情報を電気的に得るための方
式として、例えば右旋偏波アンテナと左旋偏波アンテナ
とを用い両者の出力間の位相差を測定する方法がある
が、電波の到来方向からずれていると、到来方向のズレ
に起因する位相差も同時に発生し、正確な偏波面情報を
得ることができないという問題がある。このように、い
ずれの従来の方法でも、電波の到来方位と直線偏波の偏
波面の傾き角を同時に計測することができる小型で安価
な装置を得ることができなかった。

【００１２】本発明は、上記問題点に着目し、遠方の送
信局から輻射される直線偏波の電波を受信し、受信点で
の電波の到来方位とその偏波面の傾き角を計測するため
の、小型で安価な電波到来方位・偏波計測用アンテナ装
置、電波到来方位・偏波計測装置を提供することを目的
とする。さらに、本発明は、送信局と通信等を行うため
の指向性直線偏波アンテナを電波の到来方向に正対さ
せ、その偏波面を送信局からの直線偏波に対して一定の
角度に保持させる小型で安価なアンテナ指向装置を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の電波到来方位・偏波計測用アンテナ装置
では、送信局から輻射される直線偏波の電波を受信し、
受信点における交差する第１基準軸と第２基準軸からみ
た２次元の電波到来方位角度と偏波面角度を計測するた
めのものであって、前記２本の基準軸の交点に対して対
称に且つ第１基準軸上に各々の中心がくるように配置さ
れた第１アンテナと第２アンテナとからなる第１のアン
テナ対と、前記２本の基準軸の交点に対して対称に且つ
第２基準軸上に各々の中心がくるように配置された第３
アンテナと第４アンテナとからなる第２のアンテナ対と
を備え、第１アンテナと第２アンテナを夫々右旋円偏波
アンテナで構成し、第３アンテナと第４アンテナを夫々
左旋円偏波アンテナで構成すると共に、第１のアンテナ
対の出力から前記アンテナ対の直前での電磁界に対応す
るベクトル和信号を出力し、第２のアンテナ対の出力か
ら前記アンテナ対の直前での電磁界に対応するベクトル
和信号を出力する手段とを備える。

【００１４】また、本発明の電波到来方位・偏波計測装
置では、前記電波到来方位・偏波計測用アンテナ装置
と、受信部を備え、該受信部は、前記第１アンテナ対の
ベクトル和信号と前記第２アンテナ対のベクトル和信号
から到来電波の偏波面角度に対応する信号を出力する偏
波面角度計測用受信部と、各アンテナの出力から電波到
来方位に対応する信号を出力する電波到来方向計測用受
信部とを有する。

【００１５】また、本発明の電波到来方位・偏波計測装
置では、送信局から輻射される直線偏波の電波を受信
し、受信点において交差する第１基準軸と第２基準軸か
らみた２次元の電波到来方位角度と偏波面角度を計測す
るものであって、前記２本の基準軸の交点に対して対称
に且つ第１基準軸上に各々の中心がくるように配置され
た第１アンテナと第２アンテナとからなる第１のアンテ
ナ対と、前記２本の基準軸の交点に対して対称に且つ第
２基準軸上に各々の中心がくるように配置された第３ア
ンテナと第４アンテナとからなる第２のアンテナ対とを
有し、第１アンテナと第２アンテナを夫々右旋円偏波ア
ンテナで構成し、第３アンテナと第４アンテナを夫々左
旋円偏波アンテナで構成したアンテナ部と、第１のアン
テナ対の出力から前記アンテナ対の直前での電磁界に対
応する第１ベクトル和信号と第１ベクトル差信号を出力
し、第２のアンテナ対の出力から前記アンテナ対の直前
での電磁界に対応する第２ベクトル和信号と第２ベクト
ル差信号を出力する手段と、第１ベクトル和信号と第１
ベクトル差信号の振幅比及び位相差を用いて第２基準軸
の回りの到来角度に対応した誤差信号を発生する第１の
電波到来方向計測用受信部と、第２ベクトル和信号と第
２ベクトル差信号の振幅比及び位相差を用いて第１基準
軸の回りの到来角度に対応した誤差信号を発生する第２
の電波到来方向計測用受信部と、第１ベクトル和信号と
第２ベクトル和信号の位相差を用いて到来電波の偏波面
角度に対応した誤差信号を発生する偏波面角度計測用受
信部とを備える。

【００１６】また、本発明による他の電波到来方位・偏
波計測装置では、送信局から輻射される直線偏波の電波
を受信し、受信点における交差する第１基準軸と第２基
準軸からみた２次元の電波到来方位角度と偏波面角度を
計測するものであって、前記２本の基準軸の交点に対し
て対称に且つ第１基準軸上に各々の中心がくるように配
置された第１アンテナと第２アンテナとからなる第１の
アンテナ対と、前記２本の基準軸の交点に対して対称に
且つ第２基準軸上に各々の中心がくるように配置された
第３アンテナと第４アンテナとからなる第２のアンテナ
対を有し、第１アンテナと第２アンテナを夫々右旋円偏
波アンテナで構成し、第３アンテナと第４アンテナを夫
々左旋円偏波アンテナで構成したアンテナ部と、第１の
アンテナ対の出力から前記アンテナ対の直前での電磁界
に対応する第１ベクトル和信号と第１ベクトル差信号を
出力し、第２のアンテナ対の出力から前記アンテナ対の
直前での電磁界に対応する第２ベクトル和信号と第２ベ
クトル差信号を出力する手段と、第１ベクトル和信号と
第２ベクトル和信号との和信号である第３ベクトル和信
号と第１ベクトル和信号と第２ベクトル和信号との差信
号である第３ベクトル差信号とを出力する手段と、第３
ベクトル和信号と第１ベクトル差信号の振幅比及び位相
差を用いて第２基準軸の回りの到来角度に対応した誤差
信号を発生する第１の電波到来方向計測用受信部と、第
３ベクトル和信号と第２ベクトル差信号の振幅比及び位
相差を用いて第１基準軸の回りの到来角度に対応した誤
差信号を発生する第２の電波到来方向計測用受信部と、
第３ベクトル和信号と第３ベクトル差信号の振幅比及び
位相差を用いて到来電波の偏波面角度に対応した誤差信
号を発生する偏波面角度計測用受信部とを備える。

【００１７】また、本発明による他の電波到来方位・偏
波計測装置では、送信局から輻射される直線偏波の電波
を受信し、受信点における交差する第１基準軸と第２基
準軸からみた２次元の電波到来方位角度と偏波面角度を
計測するものであって、前記２本の基準軸の交点に対し
て対称に且つ第１基準軸上に各々の中心がくるように配
置された第１アンテナと第２アンテナとからなる第１の
アンテナ対と、前記２本の基準軸の交点に対して対称に
且つ第２基準軸上に各々の中心がくるように配置された
第３アンテナと第４アンテナとからなる第２のアンテナ
対とを有し、第１アンテナと第２アンテナを夫々右旋円
偏波指向性アンテナで構成して夫々のアンテナの指向方
向が第２基準軸の回りで所定の角度差を持つように配置
し、第３アンテナと第４アンテナを夫々左旋円指向性偏
波アンテナで構成して夫々のアンテナの指向方向が第１
基準軸の回りで所定の角度差を持つように配置したアン
テナ部と、第１のアンテナ対の出力から前記アンテナ対
の直前での電磁界に対応する第１ベクトル和信号を出力
し、第２のアンテナ対の出力から前記アンテナ対の直前
での電磁界に対応する第２ベクトル和信号を出力する手
段と、第１アンテナと第２アンテナの出力の振幅比を用
いて第２基準軸の回りの到来角度に対応した誤差信号を
発生する第１の電波到来方向計測用受信部と、第３アン
テナと第４アンテナの出力の振幅比を用いて第１基準軸
の回りの到来角度に対応した誤差信号を発生する第２の
電波到来方向計測用受信部と、第１ベクトル和信号と第
２ベクトル和信号の位相差を用いて到来電波の偏波面角
度に対応した誤差信号を発生する偏波面角度計測用受信
部とを備える。

【００１８】さらに、本発明のアンテナ指向装置は、指
向性直線偏波アンテナを直線偏波の電波を輻射する送信
局に対して正対させ、該指向性直線偏波アンテナの偏波
面を送信局からの直線偏波の偏波面に対して一定の角度
に保持させるためのものであって、前記電波到来方位・
偏波計測装置と、前記電波到来方位・偏波計測装置から
の偏波面角度に対応する信号に基づき前記指向性直線偏
波アンテナの偏波面を回転させ、前記電波到来方位・偏
波計測装置からの電波到来方位に対応する信号に基づき
前記指向性直線偏波アンテナの方位を変える駆動部を備
える。

【００１９】

【作用】図３に示す座標系を用いて本発明の原理及び作
用を説明する。図３において第１基準軸（Ｘ軸）上に配
置された右旋円偏波アンテナの位相中心をＡ₁ 、Ａ₂ で
表し、第１基準軸（Ｘ軸）と交差する第２基準軸（Ｙ
軸）上に配置された左旋円偏波アンテナの位相中心をＡ
₃ 、Ａ₄ で表す。第１のアンテナ対である右旋円偏波ア
ンテナ対は原点に対して対称的にｒ₁ だけ離れた位置に
位相中心が配置され、一方、第２のアンテナ対である左
旋円偏波アンテナ対は原点に対して対称的にｒ₂ だけ離
れた位置にその位相中心が配置されている。

【００２０】このアンテナ装置にＸ軸回りに角度β、Ｙ
軸回りに角度αで送信局から直線偏波の電波が送られた
場合を考える。直線偏波は、周知のように振幅の等しい
右旋円偏波と左旋円偏波の合成されたものと見なせ、そ
の偏波面は、右旋円偏波と左旋円偏波の位相差によって
決定される。入射する直線偏波をＥ_inとし、右旋偏波、
左旋偏波の単位ベクトルをｅ_r とｅ_l 、両偏波の位相差
を２γとすると、

【００２１】

【数１】 Ｅ_in＝｛ｅ_r exp （ｊγ）＋ｅ_l exp （−ｊγ）｝／２ （１） と表される。ここで、ｊは虚数単位である。位相差γ
は、入射直線偏波Ｅ_inの偏波面の傾き（偏波面角度）を
表すパラメータでもあり、ここでは便宜上、γ＝０のと
きに垂直偏波（電気ベクトルがＹＺ平面内にある電波）
を表すものとする。

【００２２】次に、各アンテナの輻射パターンＰを偏波
特性を含めた形で表すと、位相中心がＡ₁ 、Ａ₂ にある
右旋円偏波アンテナの輻射パターンは、

【００２３】

【数２】 Ｐ₁ ＝Ｇ₁ （θ，φ）ｅ_r ・exp （ｊδ₁ ） Ｐ₂ ＝Ｇ₂ （θ，φ）ｅ_r ・exp （ｊδ₂ ） （２） と表せ、位相中心がＡ₃ 、Ａ₄ にある左旋円偏波アンテ
ナの輻射パターンは、

【００２４】

【数３】 Ｐ₃ ＝Ｇ₃ （θ，φ）ｅ_l ・exp （−ｊδ₃ ） Ｐ₄ ＝Ｇ₄ （θ，φ）ｅ_l ・exp （−ｊδ₄ ） （３） と表せられる。ここで、Ｇ_i （ｉ＝１，・・４）は図示
の到来角θ、φの電波を受信したときの振幅、位相特性
を表す部分であるが、等方性アンテナでは１とみなすこ
とができるので、以下簡単のため各アンテナが等方性ア
ンテナであるとしＧ_i （θ，φ）＝１とおく。また、δ
_i （ｉ＝１，・・４）は、各アンテナ自身の中心軸回り
の回転角である。

【００２５】直線偏波を円偏波アンテナで受信すると、
アンテナの偏波特性と一致した成分だけがアンテナの受
信出力として得られることになる。即ち、直線電波Ｅ_in
をＰ _i の特性を持つ円偏波アンテナで受信すると、それ
らの受信出力Ｅ_i は、

【００２６】

【数４】 Ｅ_i ＝Ｅ_in＊Ｐ_i （ｉ＝１，・・・４） （４） で表せる。ここで、＊はベクトルの内積演算である。図
示の電波を各アンテナで受信したときの出力を求めるた
め（４）式に（１）、（２）、（３）式を代入し、さら
に各アンテナのそれぞれの原点に対する光路差を考慮に
入れると、ｅ_r とｅ_l の内積は０であることから、

【００２７】

【数５】 Ｅ₁ ＝ ｛ｅ_r exp(ｊγ)+ｅ_l exp(−ｊγ) ｝／２＊ ｅ_r exp(ｊδ₁ ) 〕・exp ｛ｊｋ・ｒ₁ sin(α) ｝ ∴ Ｅ₁ ＝exp ｊ｛ｋ・ｒ₁ sin(α)+γ+ δ₁ ｝ ／２ （５） となり、同様に、

【００２８】

【数６】 Ｅ₂ ＝exp ｊ｛−ｋ・ｒ₁ sin(α)+γ+ δ₂ ｝ ／２ （６） Ｅ₃ ＝exp ｊ｛ｋ・ｒ₂ sin(β)-γ+ δ₃ ｝ ／２ （７） Ｅ₄ ＝exp ｊ｛−ｋ・ｒ₂ sin(β)-γ+ δ₄ ｝ ／２ （８） となる。尚、ここでｋは波数である。第１のアンテナ対
からは右旋円偏波成分のみが受信され、第２のアンテナ
対からは左旋円偏波成分のみが受信されることがわか
る。

【００２９】以下、電波の到来方向と偏波面傾き角を計
測する電波到来方位・偏波計測装置の一態様として振幅
比、位相差から求める振幅位相モノパルス方式を利用し
た場合を例にとって説明すると、第１のアンテナ対から
得られた出力（５）、（６）式を用いて、Ｙ軸回りの角
度αを求め、第２のアンテナ対から得られた出力
（７）、（８）式を用いてＸ軸回りの角度βを求める。

【００３０】そのため、まず（５）、（６）式からベク
トル和Σ₁ とベクトル差Δ₁ を作る。具体的には回路構
成は、δ₁ とδ₂ が等しいとき、若しくは１８０度ずれ
ているときには、第１のアンテナ対の両出力を１８０度
ハイブリッドに導くことで得られる。又、δ₂ ＝δ₁ ＋
π／２等、一方のアンテナが他方のアンテナに対して９
０度回転している関係にあるときには第１アンテナ対の
出力を９０度ハイブリッドに導くことによってΣ₁ とΔ
₁ が得られる。数式上これらの操作は等価であり、δ₂
＝δ₁ であるとすると、Σ₁ とΔ₁ は次のように表され
る。

【００３１】

【数７】 Σ₁ ＝exp ｛ｊ( γ+ δ₁)｝ exp｛ｊｋ・ｒ₁ sin(α) ｝+ exp ｛- ｊｋ・ｒ₁ sin(α) ｝ ／２ Δ₁ ＝exp ｛ｊ（γ＋δ₁ ）｝〔exp ｛ｊｋ・ｒ₁ sin （α）｝− exp ｛−ｊｋ・ｒ₁ sin （α）｝〕／２ ∴ Σ₁ ＝exp ｛ｊ（γ＋δ₁ ）｝cos ｛ｋ・ｒ₁ sin （α）｝ （９） Δ₁ ＝ｊ・exp ｛ｊ（γ＋δ₁ ）｝sin ｛ｋ・ｒ₁ sin （α）｝（１０） 同様に、（７）、（８）式からベクトル和Σ₂ とベクト
ル差Δ₂ を作ると、δ ₄ ＝δ₃ として、

【００３２】

【数８】 Σ₂ ＝exp ｛ｊ（−γ−δ₃ ）｝cos ｛ｋ・ｒ₂ sin （β）｝ （１１） Δ₂ ＝ｊ・exp ｛ｊ（−γ−δ₃ ）｝sin ｛ｋ・ｒ₂ sin （β）｝（１２） となる。そして、誤差関数Ｓ₁ ＝Δ₁ ／ｊΣ₁ を作る
と、

【００３３】

【数９】 Ｓ₁ ＝tan ｛ｋ・ｒ₁ sin （α）｝ （１３） となり、到来方位αだけに関する関数が得られる。同様
に、誤差関数Ｓ₂ ＝Δ₂ ／ｊΣ₂ を作ると、

【００３４】

【数１０】 Ｓ₂ ＝tan ｛ｋ・ｒ₂ sin （β）｝ （１４） となり、到来方位βだけに関する関数が得られる。次
に、偏波面傾き角は、以下によって得られる。アンテナ
対は原点に対して対称に配置されているため、右旋偏波
アンテナ対からなる第１のアンテナ対の出力のベクトル
和信号は原点に置かれた仮想的な右旋偏波アンテナの出
力と見なせる。即ち、第１のアンテナ対の和出力である
（９）式を見ると、振幅特性がcos ｛ｋ・ｒ₁ sin
（α）｝で、位相特性が偏波面の傾きγとアンテナの機
械的回転角δ₁ のみによって決まる原点に置かれた仮想
右旋アンテナの出力であるとみなす事が出来る。同様
に、左旋偏波アンテナ対からなる第２のアンテナ対の出
力のベクトル和信号は、アンテナ対が原点に対して対称
に配置されているため、原点におかれた仮想的な左旋偏
波アンテナの出力と見なせる。即ち、第２のアンテナ対
の和出力である（１１）式を見ると、振幅特性がcos
｛ｋ・ｒ₂ sin （β）｝で、位相特性が偏波面の傾きγ
とアンテナの機械的回転角δ₃ のみによって決まり、且
つその変化方向が第１のアンテナ対とは逆である原点に
置かれた仮想左旋アンテナの出力であるとみなす事が出
来る。従って、原点に置かれ、位相中心の一致した一対
の逆旋偏波アンテナの出力を得るのと同じ結果が得られ
ていることになる。これらの仮想アンテナは、その位相
中心が一致しているので、電波の到来方向が変化しても
受信位相差は変化することはなく、偏波面角度γによっ
てのみ変化する。従って、各アンテナ対のベクトル和間
の位相差を計測することによって、偏波面角度に関する
情報のみを分離して得ることができる。

【００３５】第３の誤差関数Ｓ₃ として、arg(Σ₁ ／Σ
₂)を作ると、

【００３６】

【数１１】

【００３７】となる。δ₁ 、δ₃ は設計パラメータで既
知であるので、偏波面傾き角γだけに関する信号が得ら
れる。尚、電波到来方位・偏波計測装置の別態様とし
て、アンテナ出力の振幅比から誤差関数Ｓ₁ 、Ｓ₂ を求
める振幅比較モノパルス方式、位相差から誤差関数
Ｓ₁、Ｓ₂ を求める位相モノパルス方式等の方式、或い
はこれらの方式の組み合わせを利用した装置を採用する
ことができる。従って、電波到来方位・偏波計測装置は
求める誤差関数に応じて、その他同様の態様を採用する
ことができる。

【００３８】本発明のアンテナ指向装置は、前記で求め
られた誤差関数Ｓ₁ 、Ｓ₂ 、Ｓ₃ に基づいて駆動部が指
向性直線偏波アンテナを送信局に対して正対させ、該指
向性直線偏波アンテナの偏波面を送信局からの直線偏波
の偏波面に対して一定の角度に保持させる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
１は本発明に係る電波到来方位・偏波計測用アンテナ装
置及びこのアンテナ装置を用いた電波到来方位・偏波計
測装置の実施例の概略ブロック図である。図において、
電波到来方位・偏波計測用アンテナ装置はアンテナ部１
とモノパルス回路２から構成され、さらに電波到来方位
・偏波計測装置はこのアンテナ装置と受信部４から構成
される。アンテナ部１は、第１のアンテナ対を構成する
右旋偏波アンテナ１１、１２と第２のアンテナ対を構成
する左旋偏波アンテナ１３、１４とを備える。アンテナ
１１とアンテナ１２は、その位相中心がＸ軸上に原点か
ら対称に±ｒ₁ の距離になるように配置され、主輻射方
向をＺ軸方向に向けられている。また、アンテナ１３と
アンテナ１４は、その位相中心がＹ軸上に原点から対称
に±ｒ₂ の距離になるように配置され主輻射方向をＺ軸
方向に向けられている。尚、ｒ₁ とｒ₂ はその大きさが
同じである必要はない。

【００４０】これらアンテナの具体例としては、ヘリカ
ルアンテナ、スパイラルアンテナ等及びそれらのアレイ
がある。ヘリカルアンテナやスパイラルアンテナではそ
の巻線方向を逆にすることにより容易に逆旋偏波アンテ
ナを形成することができる。又、図中、アンテナの外周
上の点は各アンテナの機械的な対称点を表し、本実施例
ではこれらのアンテナは機械的に同一方向を向いて配置
されている。

【００４１】各アンテナからの出力はモノパルス回路２
へと導かれる。モノパルス回路２はハイブリッド回路等
を備え、各アンテナ対の出力の和信号等を出力してそれ
を受信部４へ送出する。受信部４では、モノパルス回路
２からの出力に基づいて、送信局から輻射された直線偏
波の電波の電波到来方位と偏波傾き角を求めて出力す
る。

【００４２】モノパルス回路２と受信部４の具体的構成
例のブロック図を図２に示す。モノパルス回路２は、ハ
イブリッド回路２１、２２を備える。ハイブリッド回路
２１、２２はアンテナの配置によって適切なものが選択
されるが、本実施例のように各アンテナ対が機械的対称
点を同一方向となるように配置されている場合には、直
線偏波を受信するとアンテナ対を構成するアンテナの出
力が同相となるため、１８０度ハイブリッド（マジック
Ｔ）が用いられる。本実施例とは異なり、アンテナ対が
機械的対称点を９０度方向となるように配置されている
場合には、９０度ハイブリッドを使用すればよい。

【００４３】ハイブリッド回路２１からは、第１アンテ
ナ対（１１、１２）の直前の電磁界に対応するベクトル
和Σ₁ とベクトル差Δ₁ が出力され、ハイブリッド回路
２２からは、第２アンテナ対（１３、１４）の直前の電
磁界に対応するベクトル和Σ ₂ とベクトル差Δ₂ が出力
され、これらの出力は受信部４へと供給される。受信部
４は、電波到来方向計測用受信部４１、４２と偏波面角
度計測用受信部４３を備える。ハイブリッド回路２１か
らのベクトル和Σ₁ とベクトル差Δ₁ は、それぞれ電波
到来方向計測用受信部４１のΣチャンネルとΔチャンネ
ルに供給される。同様にハイブリッド回路２２からのベ
クトル和Σ₂ とベクトル差Δ₂ は、それぞれ電波到来方
向計測用受信部４２のΣチャンネルとΔチャンネルに供
給される。

【００４４】電波到来方向計測用受信部４１は、移相器
４１１、ミキサ４１２、４１３、局部発振器４００、利
得可変ＩＦ増幅器４１４、４１５、振幅検波器４１６、
ＡＧＣ回路４１７及びドットプロダクト角度検出器４１
８を有する。移相器４１１は、ΣチャンネルからのΣ₁
信号を９０度移相するためのもので、具体的には周波数
が固定の場合、四分の一波長の伝送線路から構成するこ
とができる。９０度移相されたｊΣ₁ 信号と、Δチャン
ネルからのΔ₁ 信号は、共通の局部発信器４００によっ
て駆動されるミキサ４１２、４１３にそれぞれ入力さ
れ、位相、振幅関係を保持したままで中間周波数信号に
変換される。

【００４５】次に、これら信号は利得可変ＩＦ増幅器４
１４、４１５に入力される。利得可変ＩＦ増幅器４１４
は、次の振幅検波器４１６とＡＧＣ回路４１７と協動し
て次段へのｊΣ₁ 信号の入力振幅が一定になるように利
得を変化させる。ＡＧＣ回路４１７からの信号は利得可
変ＩＦ増幅器４１５にも供給されることにより、Δ₁信
号にも同じ利得の増幅がなされ、従ってｊΣ₁ とΔ₁ の
振幅比は保存される。例えば、ＡＧＣ回路４１７で、ｊ
Σ₁ 信号の検波出力が一定値Ｅ₀ となるように利得Ｇを
自動的に調整するとすると、利得Ｇは、

【００４６】

【数１２】 Ｇ＝Ｃ・Ｅ₀ ／ｊΣ₁ （１６） となる。ここでＣは回路で決まる定数である。Δ信号の
方の利得も同じであるので、その出力Δ₀ は、

【００４７】

【数１３】 Δ₀ ＝Ｃ・Ｅ₀ ・Δ₁ ／ｊΣ₁ （１７） となる。増幅器４１４、４１５からの出力は、ドットプ
ロダクト角度検出器４１８へ入力され、そこで到来方位
角αに関する信号が出力される。ドットプロダクト角度
検出器４１８の具体的構成例を図４に示す。ドットプロ
ダクト角度検出器４１８への入力がＥ₀ とΔ₀ で、それ
ら入力信号の位相差をξと表した場合に、ドットプロダ
クト角度検出器４１８からの出力は、

【００４８】

【数１４】 ｅ＝ｋｄ・｜Ｅ₀ ｜・｜Δ₀ ｜・cos ξ （１８） で表される。ここで、ｋｄは回路の検波効率である。こ
れに（１７）式を代入し、定数をくくりだしてＫで代表
させると、

【００４９】

【数１５】 ｅ＝Ｋ・｜Δ₀ ／Σ₁ ｜・cos ξ （１９） となる。ξは移送器４１１によって０かπになってお
り、cos ξ＝±１のどちらかの値しかとらず、（１９）
式は（１３）式の誤差関数に比例した信号となる。

【００５０】電波到来方向計測用受信部４２も、受信部
４１とほぼ同様の構成をしており、移相器４２１、ミキ
サ４２２、４２３、利得可変ＩＦ増幅器４２４、４２
５、振幅検波器４２６、ＡＧＣ回路４２７及びドットプ
ロダクト角度検出器４２８を有し、ドットプロダクト角
度検出器４２８から（１４）式の誤差関数に比例した信
号が出力される。尚、局部発振器は受信部４１と共通の
ものを使用する。

【００５１】また、偏波面角度計測用受信部４３は、位
相検波器４３１を有し、利得可変ＩＦ増幅器４１４と利
得可変ＩＦ増幅器４２４からのΣ₁ 信号とΣ₂ 信号との
位相差を検出して、偏波面傾き角γに関する信号を出力
する。Σ₁ 信号とΣ₂ 信号は上述のように共通の局部発
振器４００を用いることにより、位相関係が保持されて
いる。位相検波器４３１の具体的構成例を図５に示す。
図５は公知の位相検波回路であり、入力信号の位相差の
正弦、余弦に比例した出力が得られる。位相差として３
６０度の情報が必要な場合には、この２出力から求める
必要があるが、位相差が小さい場合にはsin （２γ）出
力だけを使用することができる。尚、この偏波面角度計
測用受信部４３として、本実施例では位相差を直接得る
回路を使用しているが、Σ₁ 信号とΣ₂ 信号の位相差を
振幅比に変換して電気信号とするか又は時間差に換算す
るように構成することも可能である。

【００５２】以上の電波到来方位・偏波計測装置におい
て、ドットプロダクト角度検出器４１８から得られる出
力は、前述の（１３）式の誤差関数Ｓ₁ に比例した信号
となり、従って到来方位角αに関する信号を得ることが
できる。同様にドットプロダクト角度検出器４２８から
得られる出力は、前述の（１４）式の誤差関数Ｓ₂ に比
例した信号となり、従って到来方位角βに関する信号を
得ることができる。また、位相検波器４３１からは前述
の（１５）式の誤差関数Ｓ₃ 、従って傾き角γに関する
信号を得ることができる。

【００５３】図６は、電波到来方位・偏波計測装置の受
信部の第２の実施例である。図の受信部４は、ハイブリ
ッド回路４４０、移相器４４１、局部発振器４００、ミ
キサ４４２、４４３、４５２、４６２、利得可変ＩＦ増
幅器４４４、４４５、４５４、４６４、振幅検波器４４
６、ＡＧＣ回路４４７、ドットプロダクト角度検出器４
４８、４５８、４６８を有する。

【００５４】モノパルス回路２から供給されるベクトル
和Σ₁ とΣ₂ はハイブリッド回路４４０に入力され、そ
こで第３のベクトル和Σ₃ とベクトル差Δ₃ が作られ
る。

【００５５】

【数１６】 Σ₃ ＝Σ₁ ＋Σ₂ （２０） Δ₃ ＝Σ₁ −Σ₂ （２１） その後のミキサ、利得可変ＩＦ増幅器、振幅検波器、Ａ
ＧＣ回路は、第１実施例と同様の動作を行う。そしてド
ットプロダクト角度検出器４４８では、ｊΣ₃信号とΔ
₁ 信号が入力され、誤差関数Ｓ₁ ’＝Δ₁ ／ｊΣ₃ に比
例した信号が出力される。また、ドットプロダクト角度
検出器４５８では、ｊΣ₃ 信号とΔ₂ 信号が入力され、
誤差関数Ｓ₂ ’＝Δ₂ ／ｊΣ₃ に比例した信号が出力さ
れ、ドットプロダクト角度検出器４６８では、ｊΣ₃ 信
号とΔ₃ 信号が入力され、誤差関数Ｓ₃ ’＝Δ₃ ／ｊΣ
₃ に比例した信号が出力される。

【００５６】この第２実施例の原理を以下に説明する。
到来角αとβ及び偏波面傾き角γが小さいときには、co
s ｛ｋ・ｒ₁ sin （α）｝、cos ｛ｋ・ｒ₂sin（β）｝
は１と近似でき、また、δ₁ 、δ₃ を等しく０とするこ
とは可能である。このとき、（９）式、（１１）式は、
Σ₁ ＝exp ｛ｊγ｝、Σ₂ ＝exp ｛−ｊγ｝となり、こ
れを（２０）式、（２１）式に代入すると、

【００５７】

【数１７】 Σ₃ ＝exp ｛ｊγ｝＋exp ｛−ｊγ｝ ≒２cos （γ） ≒２ （２２） Δ₃ ＝exp ｛ｊγ｝−exp ｛−ｊγ｝ ≒２ｊsin （γ） ≒２ｊγ （２３） となる。一方、exp ｛ｊ（γ＋δ₁ ）｝は１と近似で
き、（１０）式、（１２）式は、

【００５８】

【数１８】 Δ₁ ＝ｊsin ｛ｋ・ｒ₁ sin （α）｝ ≒ｊ・ｋ・ｒ₁ ・α （２４） Δ₂ ＝ｊsin ｛ｋ・ｒ₂ sin （β）｝ ≒ｊ・ｋ・ｒ₂ ・β （２５） となる。

【００５９】従って、上述の誤差関数Ｓ₁ ’、Ｓ₂ ’、
Ｓ₃ ’はそれぞれ、

【００６０】

【数１９】 Ｓ₁ ’＝ｋ・ｒ₁ ・α／２ （２６） Ｓ₂ ’＝ｋ・ｒ₂ ・β／２ （２７） Ｓ₃ ’＝γ （２８） となり、それぞれ到来角α、β、偏波傾き角γに比例し
た信号を得ることができる。

【００６１】このように、本実施例では近似的な情報が
得られることになるが、電波到来方向がＺ軸に近く、偏
波面が所定の傾きに近い場合には、極めて良い近似とな
り、実用的にも十分な精度が得られる。尚、本実施例で
はδ₁ ＝δ₃ ＝０としたが、δ₁ とδ₃ を９０度変化さ
せてアンテナを配置させた場合には、ハイブリッド回路
４４０として９０度ハイブリッドとし、さらにΔ₁ とΔ
₂ のチャンネルに移相器を追加することによって、同じ
ように作用させることができる。

【００６２】図７には、本発明に係る電波到来方位・偏
波計測用アンテナ装置及びこのアンテナ装置を用いた電
波到来方位・偏波計測装置の第３実施例を示す。本実施
例は、振幅比較モノパルス方式を利用したもので、アン
テナ部１を構成するアンテナ１５、１６、１７、１８は
指向性を持ち、それぞれＺ軸に対して少し傾いた姿勢で
配置されている。その傾き角はそれぞれのアンテナのビ
ームパターンの−３から−６ｄＢ点がＺ軸上に来るよう
に決められ、これにより各アンテナのビームパターンは
空間的に少しずつ傾いた状態で重なるように配置され
る。第１アンテナ対を構成するアンテナ１５、１６は右
旋偏波アンテナであり、その位相中心がＸ軸上にあり且
つその主輻射方向がＹ軸の回りで所定の角度差を持つよ
うに配置される。第２アンテナ対を構成するアンテナ１
７、１８は左旋偏波アンテナであり、その位相中心がＹ
軸上にあり且つその主輻射方向がＸ軸の回りで所定の角
度差を持つように配置される。

【００６３】モノパルス回路２は電力分配器２３、２
４、２５、２６とハイブリッド回路２８、２９を有す
る。電力分配器は、各アンテナからの受信電力を２分
し、一方の出力を受信部４へ、他方をハイブリッド回路
へ供給する。ハイブリッド回路２８、２９は、各アンテ
ナ対の出力の和信号Σ₁ 、Σ₂ を出力して、受信部４へ
供給する。

【００６４】受信部４は、電波到来方向計測用受信部４
７、４８と偏波面角度計測用受信部４９を有する。電波
到来方向計測用受信部４７は、さらにミキサ４７１、４
７２、対数増幅／検波器４７３、４７４及び減算器４７
５を有する。受信部４７は、電力分配器２３、２４から
アンテナ１５と１６の受信信号を受け、それらをミキサ
４７１、４７２で中間周波数信号に変換し、さらに対数
増幅／検波器４７３、４７４で対数変換し、減算器４７
５で減算することにより、両アンテナの振幅比を得るこ
とができる。上述のように本実施例のアンテナは、指向
性を持ちそれらが傾きを持って配置されているため、両
アンテナの振幅比は到来角の関数となる。

【００６５】同様に、電波到来方向計測用受信部４８も
受信部４７と同様に構成され、両受信部によって２次元
の到来方位を得ることができる。偏波面角度計測用受信
部４９は、ミキサ４９１、４９２、振幅制限増幅器４９
３、４９４、位相検波器４９５を有する。受信部４９
は、ハイブリッド回路２８、２９からの信号Σ₁ とΣ₂
を受け、それらをミキサ４９１、４９２で中間周波数信
号に変換し、さらに振幅制限増幅器４９３、４９４でそ
れぞれの信号の振幅が一定値に制限される。このためア
ンテナの傾きによるビームパターンの影響を除去するこ
とができ、その後、位相検波器４９５で第１実施例と同
様、位相差が検出され、（１５）式の誤差関数に比例し
た信号を得る。

【００６６】このように本実施例によっても、同様に電
波到来方向と偏波面角度の情報を得ることができる。本
実施例は、原理的にアンテナ１５と１６間、またアンテ
ナ１７と１８間の距離に対して制限がないので、これら
のアンテナの配置により大きな自由度を持つという利点
を有する。次に、本発明に係るアンテナ指向装置の実施
例の斜視図を図８にまたそのブロック図を図９に示す。
図９において、前実施例と同一の構成要素は同一の符号
で表す。３は直線偏波の１次輻射器、６は反射鏡であ
り、リフレクタアンテナを構成している。本実施例のア
ンテナ指向装置は、このリフレクタアンテナを電波到来
方向、即ち送信局に正対させ、さらに送信局から輻射さ
れる直進偏波の偏波面に対し所定の角度に保持するよう
に指向させるための装置で、前実施例で説明したアンテ
ナ部１、モノパルス回路２及び受信部４から構成される
電波到来方位・偏波計測装置の他に、第１駆動部５３、
第２駆動部５６及び第３駆動部５９からなる駆動部５を
有する。

【００６７】アンテナ部１は、１次輻射器３の周囲に配
置され、これらアンテナはモノパルス回路２を収納する
ケース２７に一体に固定され、これら全体で偏波軸の回
りに回転可能に設置される。第１駆動部５３は、ケース
２７を偏波軸の回りに回転させるためのもので、モータ
５１とサーボアンプ５２から構成される。また、アンテ
ナ部１、１次輻射器３、ケース２７及び反射鏡６は、２
軸ターンテーブル１０の上に搭載され、アジマス軸及び
エレベーション軸の回りで回転可能に設置される。第２
駆動部５６は、エレベーション軸回りに回転をさせるた
めのもので、モータ５４とサーボアンプ５５から構成さ
れ、第３駆動部５９は、アジマス軸の回りに回転させる
ためのもので、モータ５７とサーボアンプ５８から構成
される。また、受信部４はターンテーブル１０上に固定
される。

【００６８】第１駆動部５３は、受信部４から出力され
スリップリング９を介して送出される偏波傾き角γに関
連した誤差関数信号Ｓ₃ に基づいて駆動され、アンテナ
３と送信局から輻射される直進偏波の偏波面の傾き角に
一致するように調整される。また、第２駆動部５６は、
受信部４から出力される電波到来角βに関連した誤差関
数信号Ｓ₂ に基づいて駆動され、第３駆動部５９は、受
信部から出力される電波到来角αに関連した誤差関数信
号Ｓ₁ に基づいて駆動され、従って電波到来方向に対し
てアンテナ３が正対するように調整される。

【００６９】このようにして、正確な姿勢に調整された
アンテナ３は、送信局との通信等の本来の用途に供され
る。アンテナ３からの出力は、各回転軸間にあるロータ
リジョイント８を介して外部の受信部７へ送出され、そ
の後の処理が行われる。又、外部電源からの電力Ｖ₀ も
スリップリング９を介して受信部４へ供給され、受信部
４からさらに電路を通って各構成要素へ供給される。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、２本の基準軸の交点に
対して対称に且つ第１基準軸上に各々の中心がくるよう
に配置された第１アンテナと第２アンテナとからなる第
１のアンテナ対と、前記２本の基準軸の交点に対して対
称に且つ第２基準軸上に各々の中心がくるように配置さ
れた第３アンテナと第４アンテナとからなる第２のアン
テナ対とを備え、第１アンテナと第２アンテナを夫々右
旋円偏波アンテナで構成し、第３アンテナと第４アンテ
ナを夫々左旋円偏波アンテナで構成することにより、電
波の到来方向と到来電波の直線偏波の偏波面角度を同時
に計測することができる小型で安価な電波到来方位・偏
波計測用アンテナ装置、電波到来方位・偏波計測装置及
びアンテナ指向装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電波到来方位・偏波計測用アンテ
ナ装置及びこのアンテナ装置を用いた電波到来方位・偏
波計測装置の概略ブロック図である。

【図２】電波到来方位・偏波計測装置の一実施例のブロ
ック図である。

【図３】本発明の原理を説明するための座標系である。

【図４】実施例のドットプロダクト角度検出器の具体的
構成例である。

【図５】実施例の位相検波回路の具体的構成例である。

【図６】本発明による電波到来方位・偏波計測装置の受
信部の第２実施例である。

【図７】本発明による電波到来方位・偏波計測用アンテ
ナ装置及びこのアンテナ装置を用いた電波到来方位・偏
波計測装置の第３実施例である。

【図８】本発明によるアンテナ指向装置の実施例の斜視
図である。

【図９】図８のアンテナ指向装置のブロック図である。

【図１０】（ａ）は、従来のコニカルスキャン方式の概
略説明図であり、（ｂ）はアンテナの回転角度と受信強
度との関係を示したグラフである。

【図１１】従来のモノパルス方式のブロック図である。

【符号の説明】

１ アンテナ部 ２ モノパルス回路 ４ 受信部 ５ 駆動部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信局から輻射される直線偏波の電波を
   受信し、受信点における交差する第１基準軸と第２基準
   軸からみた２次元の電波到来方位角度と偏波面角度を計
   測するための電波到来方位・偏波計測用アンテナ装置で
   あって、 前記２本の基準軸の交点に対して対称に且つ第１基準軸
   上に各々の中心がくるように配置された第１アンテナと
   第２アンテナとからなる第１のアンテナ対と、 前記２本の基準軸の交点に対して対称に且つ第２基準軸
   上に各々の中心がくるように配置された第３アンテナと
   第４アンテナとからなる第２のアンテナ対とを備え、 第１アンテナと第２アンテナを夫々右旋円偏波アンテナ
   で構成し、第３アンテナと第４アンテナを夫々左旋円偏
   波アンテナで構成し、 第１のアンテナ対の出力から前記アンテナ対の直前での
   電磁界に対応するベクトル和信号を出力し、第２のアン
   テナ対の出力から前記アンテナ対の直前での電磁界に対
   応するベクトル和信号を出力する手段とを備えることを
   特徴とする電波到来方位・偏波計測用アンテナ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電波到来方位・偏波計測
   用アンテナ装置と、受信部を備え、 該受信部は、前記第１アンテナ対のベクトル和信号と前
   記第２アンテナ対のベクトル和信号から到来電波の偏波
   面角度に対応する信号を出力する偏波面角度計測用受信
   部と、各アンテナの出力から電波到来方位に対応する信
   号を出力する電波到来方向計測用受信部とを有すること
   を特徴とする電波到来方位・偏波計測装置。
3. 【請求項３】 送信局から輻射される直線偏波の電波を
   受信し、受信点における交差する第１基準軸と第２基準
   軸からみた２次元の電波到来方位角度と偏波面角度を計
   測する電波到来方位・偏波計測装置であって、 前記２本の基準軸の交点に対して対称に且つ第１基準軸
   上に各々の中心がくるように配置された第１アンテナと
   第２アンテナとからなる第１のアンテナ対と、前記２本
   の基準軸の交点に対して対称に且つ第２基準軸上に各々
   の中心がくるように配置された第３アンテナと第４アン
   テナとからなる第２のアンテナ対とを有し、第１アンテ
   ナと第２アンテナを夫々右旋円偏波アンテナで構成し、
   第３アンテナと第４アンテナを夫々左旋円偏波アンテナ
   で構成したアンテナ部と、 第１のアンテナ対の出力から前記アンテナ対の直前での
   電磁界に対応する第１ベクトル和信号と第１ベクトル差
   信号を出力し、第２のアンテナ対の出力から前記アンテ
   ナ対の直前での電磁界に対応する第２ベクトル和信号と
   第２ベクトル差信号を出力する手段と、 第１ベクトル和信号と第１ベクトル差信号の振幅比及び
   位相差を用いて第２基準軸の回りの到来角度に対応した
   誤差信号を発生する第１の電波到来方向計測用受信部
   と、 第２ベクトル和信号と第２ベクトル差信号の振幅比及び
   位相差を用いて第１基準軸の回りの到来角度に対応した
   誤差信号を発生する第２の電波到来方向計測用受信部
   と、 第１ベクトル和信号と第２ベクトル和信号の位相差を用
   いて到来電波の偏波面角度に対応した誤差信号を発生す
   る偏波面角度計測用受信部と、を備えることを特徴とす
   る電波到来方位・偏波計測装置。
4. 【請求項４】 送信局から輻射される直線偏波の電波を
   受信し、受信点における交差する第１基準軸と第２基準
   軸からみた２次元の電波到来方位角度と偏波面角度を計
   測する電波到来方位・偏波計測装置であって、 前記２本の基準軸の交点に対して対称に且つ第１基準軸
   上に各々の中心がくるように配置された第１アンテナと
   第２アンテナとからなる第１のアンテナ対と、前記２本
   の基準軸の交点に対して対称に且つ第２基準軸上に各々
   の中心がくるように配置された第３アンテナと第４アン
   テナとからなる第２のアンテナ対とを有し、第１アンテ
   ナと第２アンテナを夫々右旋円偏波アンテナで構成し、
   第３アンテナと第４アンテナを夫々左旋円偏波アンテナ
   で構成したアンテナ部と、 第１のアンテナ対の出力から前記アンテナ対の直前での
   電磁界に対応する第１ベクトル和信号と第１ベクトル差
   信号を出力し、第２のアンテナ対の出力から前記アンテ
   ナ対の直前での電磁界に対応する第２ベクトル和信号と
   第２ベクトル差信号を出力する手段と、 第１ベクトル和信号と第２ベクトル和信号との和信号で
   ある第３ベクトル和信号と第１ベクトル和信号と第２ベ
   クトル和信号との差信号である第３ベクトル差信号とを
   出力する手段と、 第３ベクトル和信号と第１ベクトル差信号の振幅比及び
   位相差を用いて第２基準軸の回りの到来角度に対応した
   誤差信号を発生する第１の電波到来方向計測用受信部
   と、 第３ベクトル和信号と第２ベクトル差信号の振幅比及び
   位相差を用いて第１基準軸の回りの到来角度に対応した
   誤差信号を発生する第２の電波到来方向計測用受信部
   と、 第３ベクトル和信号と第３ベクトル差信号の振幅比及び
   位相差を用いて到来電波の偏波面角度に対応した誤差信
   号を発生する偏波面角度計測用受信部と、を備えること
   を特徴とする電波到来方位・偏波計測装置。
5. 【請求項５】 送信局から輻射される直線偏波の電波を
   受信し、受信点における交差する第１基準軸と第２基準
   軸からみた２次元の電波到来方位角度と偏波面角度を計
   測する電波到来方位・偏波計測装置であって、 前記２本の基準軸の交点に対して対称に且つ第１基準軸
   上に各々の中心がくるように配置された第１アンテナと
   第２アンテナとからなる第１のアンテナ対と、前記２本
   の基準軸の交点に対して対称に且つ第２基準軸上に各々
   の中心がくるように配置された第３アンテナと第４アン
   テナとからなる第２のアンテナ対とを有し、第１アンテ
   ナと第２アンテナを夫々右旋円偏波指向性アンテナで構
   成して夫々のアンテナの指向方向が第２基準軸の回りで
   所定の角度差を持つように配置し、第３アンテナと第４
   アンテナを夫々左旋円指向性偏波アンテナで構成して夫
   々のアンテナの指向方向が第１基準軸の回りで所定の角
   度差を持つように配置したアンテナ部と、 第１のアンテナ対の出力から前記アンテナ対の直前での
   電磁界に対応する第１ベクトル和信号を出力し、第２の
   アンテナ対の出力から前記アンテナ対の直前での電磁界
   に対応する第２ベクトル和信号を出力する手段と、 第１アンテナと第２アンテナの出力の振幅比を用いて第
   ２基準軸の回りの到来角度に対応した誤差信号を発生す
   る第１の電波到来方向計測用受信部と、 第３アンテナと第４アンテナの出力の振幅比を用いて第
   １基準軸の回りの到来角度に対応した誤差信号を発生す
   る第２の電波到来方向計測用受信部と、 第１ベクトル和信号と第２ベクトル和信号の位相差を用
   いて到来電波の偏波面角度に対応した誤差信号を発生す
   る偏波面角度計測用受信部と、 を備えることを特徴とする電波到来方位・偏波計測装
   置。
6. 【請求項６】 指向性直線偏波アンテナを直線偏波の電
   波を輻射する送信局に対して正対させ、該指向性直線偏
   波アンテナの偏波面を送信局からの直線偏波の偏波面に
   対して一定の角度に保持させるためのアンテナ指向装置
   であって、 請求項２ないし請求項５のいずれか１に記載の前記電波
   到来方位・偏波計測装置と、前記電波到来方位・偏波計
   測装置からの偏波面角度に対応する信号に基づき前記指
   向性直線偏波アンテナの偏波面を回転させ、前記電波到
   来方位・偏波計測装置からの電波到来方位に対応する信
   号に基づき前記指向性直線偏波アンテナの方位を変える
   駆動部を備えることを特徴とするアンテナ指向装置。