JPH0715409A - 交差偏波補償装置 - Google Patents

交差偏波補償装置

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JPH0715409A
JPH0715409A JP14917193A JP14917193A JPH0715409A JP H0715409 A JPH0715409 A JP H0715409A JP 14917193 A JP14917193 A JP 14917193A JP 14917193 A JP14917193 A JP 14917193A JP H0715409 A JPH0715409 A JP H0715409A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 振幅位相同期検波出力としてビーコン波の交
差偏波識別度と楕円偏波長軸の傾き角とを検出してアッ
プリンクの交差偏波補償用制御信号として用いることに
よりダウンリンクの交差偏波補償部を割受し構成を簡素
にする。 【構成】 放射給電部、分波給電部、検出部及び偏波制
御部4から構成される。降雨によるビーコン波の楕円の
偏波率劣化状態を固定の90°ポーラフイザ25、校正
用カップラー23及び偏分波器27にて主偏波成分と交
差偏波成分とに分離したあと、2つの振幅位相同期検波
器33にて、交差偏波識別度と楕円偏波の傾き角に相当
する2つの誤差信号信号成分を検出する。上記2つの信
号が送信波のそれらに匹敵するように相関係数を乗じて
送信用90°/180°ポーラフイザ駆動の入力信号と
して用いる。また楕円偏波の傾きを求める座標を校正用
カップラーからの校正信号により定義する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波及びミリ波帯
における直交偏波を共用する開口面アンテナ、即ち、直
交偏波共用アンテナ装置に関し、特に交差偏波補償装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】直交偏波を共用する通信システムにおい
ては、降雨領域を電波が通過する場合、偏平状の雨滴に
より直交偏波間に相対位相差と相対減衰差が生じ、交差
偏波識別度が劣化する。結果として、直交偏波間での干
渉が生じ通信の質の低下をもたらす。この問題を解決す
る手段として、降雨による偏波特性の劣化に相当する楕
円偏波を予めアンテナ内でつくって互いに相殺する方法
がある。
【0003】衛星通信においては、この偏波補償を降雨
の影響を受ける地球局側で行い、自局での干渉軽減はも
とより相手局その他の局に干渉を与えないように配慮す
る必要がある。具体的手段としては、受信楕円偏波の主
軸の傾き角と楕円偏波をつくる交差偏波成分の振幅とを
検出し、この2つの情報について送受信周波数間の相関
を演算により求め、送信波が降雨域で受ける偏波特性劣
化を相殺するような傾き角をもった楕円偏波をアンテナ
給電装置を構成する90°ポーラフイザと180°ポー
ラフイザの制御によって予めつくり、それを放射するこ
とにより降雨域を通過した偏波特性を改善することがで
きる。
【0004】従来、入射する受信楕円偏波の傾き角は1
80°ポーラフイザの基準位置からの変移角として、ま
た交差偏波発生量は90°ポーラフイザ基準位置からの
変移角として各々検出する方法がとられていた(参考資
料、特許公報平2−19658、国際通信の研究No.
126pp571−579)。これは、受信楕円偏波を
90°/180°ポーラフイザと直交偏波分波器を通し
て主偏波成分と交差偏波成分とに分離した後、振幅位相
同期検波してその出力が最小になるように90°/18
0°ポーラフイザを各々独立に駆動するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の方式によれば、
受信波に対する交差偏波補償が結果として可能になり、
送受両周波数帯の交差偏波補償を行うことができる。
【0006】しかしながら、4GHz帯を受信周波数帯
として6GHz帯を送信周波数帯とする衛星通信では、
4GHz帯における降雨偏波劣化は6GHz帯における
それに比して少ないため、降雨量がそれ程多くない(例
えば100mm/H年時間率0.01%以下)地域にお
いては受信偏波劣化による自局の回線品質が問題となる
場合は少ない。従って6GHz帯の交差偏波補償だけで
十分な場合が多い。従来の方式では、ポーラフイザの変
移角として検出信号を得ていたために受信系に駆動及び
角度検出可能な2つのポーラフイザと駆動制御回路等が
必要になり構造が複雑になる。
【0007】それ故に本発明の課題は、送信波の交差偏
波補償に必要な受信楕円偏波の傾き角と交差偏波発生量
を検出する手段として、ポーラフイザの角度情報によら
ない簡易な構成をもつ送信波交差偏波補償装置を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の交差偏波補償装
置は、伝播路に介在する非対称媒質により発生する交差
偏波をアップリンク系の90°ポーラフイザと180°
ポーラフイザとを用いてアップリンクを補償する交差偏
波補償装置において、ダウンリンク系の主偏波成分と交
差偏波成分とを分離するためのダウンリンク系の角度固
定の90°ポーラフイザ及び偏分波器を有する分波給電
部と、交差偏波識別度に相当する誤差信号と楕円偏波の
主軸の傾き角に相当する誤差信号とを出力する2つの振
幅位相同期検波回路と、これらの誤差信号を基に前記ア
ップリンク系の90°ポーラフイザ及び180°ポーラ
フイザの角度を設定する相関演算回路と、該相関演算回
路の出力に応じて前記アップリンク系の90°ポーラフ
イザ及び180°ポーラフイザを回転させる駆動回路と
を備えたことを特徴とする。
【0009】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の実施例としてアンテナを含む送信交
差偏波補償装置をブロック図で示している。図2は図1
の送信交差偏波補償装置における校正信号の入射方向と
検出端子の位置関係及び各端子における検出信号を示
す。図3は入射楕円偏波の傾き角、主偏波と交差偏波の
関係を示す。
【0010】円偏波で衛星通信する場合について図1を
用いて本交差偏波補償装置の動作原理を説明する。主反
射鏡11、副反射鏡12及び一次放射器13からなる放
射給電部1から入射した右旋楕円偏波のビーコン波S
は、分波給電部2内で、送受信周波数帯を分波する周波
数分波器21にて送信周波数帯から分離した後に角度固
定の4GHz90°ポーラフイザ22を通過し、偏分波
器24にて主偏波成分(右旋円偏波)と交差偏波成分
(左旋円偏波)とに分離され、4GHz偏分波器24の
直交する2つの端子に各々出力される。これらの2つの
信号成分EC ,EXは検出部3内で低雑音増幅器(LN
A)31で増幅され周波数変換器(ダウンコンバータ)
32にて中間周波数に変換された後、復調器33に各々
入力される。一方、周波数分波器21で分離された送信
周波数帯の信号は、6GHz180°ポーラフイザ25
及び26を通過し、6GHz偏分波器27にて2つの信
号成分#3及び#4に分離される。
【0011】図2に復調器33の動作原理を表わす基本
構成を示す。主偏波成分EC は可変位相器33cを通し
て2分岐され、一方はそのまま、また他方は90°位相
器33bを介して、各々振幅位相同期検波器33aに基
準信号として入力される。一方、交差偏波成分EX は2
分岐された後に同相で同期検波器33aに入力され、前
記基準信号で振幅位相同期検波して2つの直交関係にあ
る誤差信号を検出される。
【0012】ここで分波給電部2の90°ポーラフイザ
22と偏分波器24との間に接続された偏波校正用カッ
プラー23からビーコン波と同一周波数の校正信号を印
加して誤差出力eπ/2が零となるように可変位相器33
cを校正すれば、誤差出力eπは主偏波EC と同相の交
差偏波成分となり、eπ/2は主偏波EC と90°の位相
差をもった交差偏波成分となる。このように校正された
回路において衛星ビーコン波Sを受信したとき主偏波E
C と交差偏波EX の位相差をθとすると誤差出力は各々
次の数1式及び数2式にて表される。
【数1】eπ=(EX /EC )cosθ
【数2】eπ/2=(EX /EC )sinθ 一方楕円偏波の性質としてその長軸方向と短軸方向の位
相差は90°であるから、90°ポーラフイザの位相面
を長軸又は短軸方向に一致させれば楕円に外接する長方
形の対角線方向の直線偏波に変換できる。
【0013】従って、本発明の交差偏波補償装置に於い
ては、数2式に示す誤差出力を送信用90°ポーラフイ
ザ26の駆動信号として、また数1式に示す誤差出力を
送信用180°ポーラフイザ25の駆動信号として用い
る。ここで降雨による交差偏波識別度と楕円偏波の傾き
角には送受信周波数間で一定の相関が推定されるので、
数1式及び数2式に示される誤差出力e(π)、e
(π/2) はA/Dコンバータ41にてディジタル信号に
変換された後ポーラフイザ25,26の各角度検出器2
9による位置角度情報を基にCPU42にて相関演算さ
れ、D/Aコンバータ43にてアナログ信号に変換し駆
動回路44により180°ポーラフイザ25及び90°
ポーラフイザ26を独立して駆動する。
【0014】即ち、降雨によるダウンリンク交差偏波識
別度劣化量と楕円偏波傾き角の情報を検出部3にて検出
し、その出力により送信用90°ポーラフイザ及び18
0°ポーラフイザを駆動して降雨による送信帯の交差偏
波発生で作られる楕円偏波に等しく重ね合せることが出
来る楕円偏波を事前に作り、これを放射すれば、送信帯
の降雨による交差偏波劣化を改善することが出来る。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信波での交差偏波識別度と楕円偏波の傾き角を検出部
3の2つの振幅位相同期検波器の出力信号として検出で
きるため受信用180°ポーラフイザは不要となる。ま
た、90°ポーラフイザも固定された円偏波発生器とし
て用いられるので駆動制御回路も不要となる。従って構
成及び構造が簡素化された交差偏波補償装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による交差偏波補償装置を示
すブロック図。
【図2】図1の交差偏波補償装置に含まれた振幅位相同
期検波器の基本構成を示す図。
【図3】入射受信波の楕円偏波の性質を示す図。
【図4】入射楕円偏波の傾き角及び検出部の残留位相校
正用カップラーからの入射偏波と各出力成分を示す図。
【符号の説明】
11 主反射鏡 12 副反射鏡 13 一次放射器 21 周波数分波器 22 90°ポーラフイザ 23 校正用カップラー 24 偏分波器 25 180°ポーラフイザ 26 90°ポーラフイザ 27 偏分波器 28 駆動モータ 29 角度検出器 31 LNA 32 ダウンコンバータ 33 復調器 33a 振幅位相同期検波器 33b 90°位相器 33c 可変位相器 41 A/Dコンバータ 42 CPU 43 D/Aコンバータ 44 駆動回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 伝播路に介在する非対称媒質により発生
    する交差偏波をアップリンク系の90°ポーラフイザと
    180°ポーラフイザとを用いてアップリンクを補償す
    る交差偏波補償装置において、ダウンリンク系の主偏波
    成分と交差偏波成分とを分離するためのダウンリンク系
    の角度固定の90°ポーラフイザ及び偏分波器を有する
    分波給電部と、交差偏波識別度に相当する誤差信号と楕
    円偏波の主軸の傾き角に相当する誤差信号とを出力する
    2つの振幅位相同期検波回路と、これらの誤差信号を基
    に前記アップリンク系の90°ポーラフイザ及び180
    °ポーラフイザの角度を設定する相関演算回路と、該相
    関演算回路の出力に応じて前記アップリンク系の90°
    ポーラフイザ及び180°ポーラフイザを回転させる駆
    動回路とを備えたことを特徴とする交差偏波補償装置。
  2. 【請求項2】 上記交差偏波補償装置において、ダウン
    リンク楕円偏波の傾き角を校正する校正用カップラーを
    ダウンリンク系の90°ポーラフイザと偏分波器との間
    に具備することを特徴とする交差偏波補償装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の交差偏波補償装置
    と、前記分波給電部に接続された放射給電部とを含むこ
    とを特徴とする直交偏波共用アンテナ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61200730A (ja) * 1985-03-01 1986-09-05 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 交差偏波補償装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61200730A (ja) * 1985-03-01 1986-09-05 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 交差偏波補償装置

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