JPH07183867A - 交差偏波補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ダウンリンクの交差偏波補償量を電気的に検出
してアップリンクの交差偏波劣化を精度よく補償する。 【構成】ダウンリンクのビーコン信号Ｓ７は、直線偏波
変換器７と円偏波変換器８と交差偏波劣化検出器１６と
計算回路１５と駆動回路１４とからなるサーボ回路で交
差偏波劣化の補償がされる。このとき、発振器１３から
の校正信号Ｓ１３ａを信号結合器６を介して円偏波で直
線偏波変換器７の入力端に供給すると、校正信号用の交
差偏波劣化検出器１７はダウンリンクの交差偏波劣化の
データＳ２０を検出する。計算回路１８はこのデータＳ
２０を基にアップリンクの交差偏波劣化の補償量Ｓ２１
を計算する。駆動回路１９は、この補償量Ｓ２１に対応
した回転角でアップリンクの交差偏波劣化補償用の用の
直線偏波変換器３と円偏波変換器４とを回転駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は伝搬路上の降水粒子等に
よって生ずる交差偏波の劣化（交差偏波劣化）を補償す
る交差偏波補償装置に関し、特に互いに逆旋関係にある
直交偏波信号を共用する衛星通信などにおいてダウンリ
ンクおよびアップリンクの交差偏波劣化を地上局等のア
ンテナ給電部で補償する交差偏波補償装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の交差偏波補償装置が、公
告特許公報，平２−１９６５８（公告日：平成２年５月
２日）に開示されている。この交差偏波補償装置は、衛
星通信回線のダウンリンクおよびアップリンクに生ずる
交差偏波劣化を地上局アンテナ給電部のダウンリンク系
およびアップリンク系の各各に備えた９０°（π／２）
位相差板（円偏波変換器）と１８０°（π）位相差板
（直線偏波変換器）の回転制御によって補償している。
この交差偏波補償装置のダウンリンク系は、衛星からの
パイロット信号を用いてダウンリンクに生ずる交差偏波
劣化を検出し、この検出される交差偏波劣化が零になる
ように自系の９０°位相差板および１８０°位相差板の
回転量を制御している。一方、アップリンク系の交差偏
波劣化の補償のためには、まず、ダウンリンク系の９０
°位相差板および１８０°位相差板の物理的（機械的）
な回転角度（補償角度）の各各を角度検出器によってそ
れぞれ測定し、これらの回転角度をダウンリンクの交差
偏波の劣化データとする。そして、この交差偏波補償装
置は、ダウンリンクの交差偏波劣化とアップリンクの交
差偏波劣化との間に相関のあるのを利用して、上記劣化
データを基にアップリンク系の９０°位相差板および１
８０°位相差板の回転量を制御し、アップリンクの交差
偏波劣化を補償している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の交差偏
波補償装置は、アップリンクの交差偏波劣化を補償する
ための基礎となる上記劣化データをダウンリンク系の９
０°位相差板および１８０°位相差板の機械的な回転角
度から求めている。上記９０°位相差板および上記１８
０°位相差板により生ずる円偏波変換特性および直線偏
波変換特性（電気特性）が周波数特性も含めて機械的な
回転角度に理想的に対応しておれば、アップリンクの交
差偏波劣化の補償も適切に行い得る。しかし、上記９０
°位相差板および上記１８０°位相差板は、実現しうる
製作精度，周波数特性等から生ずる特性バラツキによ
り、電気的特性と機械的な回転角度との間に十分な対応
関係を得ることが困難である。この結果、従来の交差偏
波補償装置では、ダウンリンクの交差偏波の劣化量を上
記ダウンリンク系の位相差板の回転角度から誤差なく求
めることが困難であり、アップリンクの交差偏波劣化の
補償に対し誤差を生じる要因となっていた。

【０００４】

【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、二つの入力端にそれぞれ受けた二つの送信信号群
を互いに直交する直線偏波の送信信号群に偏波合波する
送信用偏分波器と、直線偏波変換器と円偏波変換器とを
含み前記送信用偏分波器からの二つの前記送信信号群を
互いに逆旋方向の円偏波に変換するとともにアップリン
クの交差偏波劣化を補償した送信信号群として出力する
送信用交差偏波補償器と、前記送信用交差偏波補償器か
らの前記送信信号群を送信端子に受けてアンテナ端子に
出力するとともに互いに逆旋方向の円偏波をなす二つの
受信信号群を前記アンテナ端子に受けて受信端子に出力
する群分波器と、直線偏波変換器と円偏波変換器とを含
み前記受信端子からの前記受信信号群を互いに直交する
直線偏波に変換するとともにダウンリンクの交差偏波劣
化を補償した受信信号群として出力する受信用交差偏波
補償器と、前記受信用交差偏波補償器からの二つの前記
受信信号群を偏波分離して二つの出力端にそれぞれ生ず
る受信用偏分波器と、前記二つの出力端に生ずる前記受
信信号群のうちの一つの信号から前記ダウンリンクの交
差偏波劣化を検出する交差偏波劣化検出回路と、検出さ
れた前記ダウンリンクの交差偏波劣化に応答して前記ダ
ウンリンクの交差偏波劣化を補償するように前記受信用
交差偏波補償器を制御する受信用交差偏波補償器駆動回
路と、前記受信信号群の周波数帯に含まれる周波数の校
正信号を生じる校正信号発生回路と、前記校正信号を円
偏波信号にして前記受信用交差偏波補償器の入力端に供
給する円偏波校正信号供給回路と、前記受信用偏分波器
の二つの出力端から前記校正信号を抽出しこの校正信号
の交差偏波成分を検出する校正信号交差偏波劣化検出回
路と、検出された前記校正信号の交差偏波成分に応答し
て前記送信用交差偏波補償器を前記アップリンクの交差
偏波劣化を補償するように駆動制御する送信用交差偏波
補償器駆動回路とを備えている。

【０００５】前記交差偏波補償装置の一つは、校正時に
前記校正信号発生回路からの前記校正信号を互いに直交
する直線偏波で前記受信用偏分波器の入力端に供給する
直線偏波校正信号供給回路をさらに有し、前記校正時に
は、前記校正信号交差偏波検出回路が、前記校正信号の
交差偏波成分のうち主偏波と９０°の位相差を有する直
交成分の検出量を最小にするように調整される構成をと
ることができる。

【０００６】また、前記交差偏波補償回路の別の一つ
は、前記受信用交差偏波補償器駆動回路が、晴天時に検
出される前記ダウンリンクの交差偏波劣化の値を基準値
として前記受信用交差偏波補償器を制御する構成をとる
ことができる。

【０００７】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。

【０００８】図１は本発明による一実施例のブロック図
である。また、図２は本実施例の交差偏波補償装置の動
作説明図であり、（ａ）は直線偏波変換器７への受信信
号群Ｓ８の入射偏波、（ｂ）は直線偏波変換器７を通過
後の受信信号群Ｓ９の偏波、（ｃ）は円偏波変換器８を
通過後の受信信号群Ｓ１０の偏波を示している。

【０００９】図１および図２を併せ参照すると、この交
差偏波補償装置は、衛星通信用地上局のアンテナ給電部
に含まれる。アンテナ１は、アップリンク系の互いに逆
旋方向をなす円偏波の二つの送信信号群を伝搬路を介し
て衛星局に送信し、この衛星局から上記伝搬路を介して
ダウンリンク系の互いに逆旋方向をなす円偏波の二つの
受信信号群を受ける。これら受信信号群（Ｓ７，Ｓ１２
ａ，Ｓ１２ｂ等）の周波数帯は、４ＧＨｚ帯（３６２５
ＭＨｚ〜４２００ＭＨｚ）であり、３，９４７．５ＭＨ
ｚおよび３，９５２．５ＭＨｚの二波のビーコン信号
（キャリア信号）が含まれる。また、上記送信信号群
（Ｓ１，Ｓ４ａ，Ｓ４ｂ等）の周波数帯は、６ＧＨｚ帯
（５８５０ＭＨｚ〜６４２５ＭＨｚ）であり、６，１７
５ＭＨｚのコマンド信号が含まれる。

【００１０】ここで、上記伝搬路を通る送信信号群およ
び受信信号群は、降水粒子等の非対称媒質により、交差
偏波成分を生じ、交差偏波劣化を生ずる。上記アップリ
ンクの交差偏波劣化と上記ダウンリンクの交差偏波劣化
との間には、相関のあることが知られている（例えば、
文献１：Ｔ．ＯＧＵＴＩ，Ｍ．ＹＡＭＡＤＡ，“ＦＲＥ
ＱＵＥＮＣＹ ＣＨＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳ ＯＦ
ＡＴＴＥＮＵＡＴＩＯＮ，ＰＨＡＳＥ ＳＨＩＦＴ，Ａ
ＮＤ ＣＲＯＳＳ−ＰＯＬＡＲＩＺＡＴＩＯＮＤＵＥ
ＴＯ ＲＡＩＮ ＷＩＴＨＩＮ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴ
ＩＯＮ ＢＡＮＤ：ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＯＮＳ ＡＴ
４，６，１１，ＡＮＤ １４ＧＨｚＢＡＮＤＳ ＦＯＲ
ＩＮＴＥＬＳＡＴ ＳＡＴＥＬＬＩＴＥ ＣＯＭＭＵ
ＮＩＣＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ”，Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ ｔｈｅ ＲａｄｉｏＲｅｓｅｒｃｈ Ｌａｂｏｒ
ａｔｏｒｉｅｓ，Ｍａｒｃｈ／Ｊｕｌｙ １９８１，ｐ
ｐ９７〜ｐｐ１３１、文献２：Ｒ．Ｒ．Ｐｅｒｓｉｎｇ
ｅｒ，Ｒ．Ｗ．Ｇｒｕｎｎｅｒ，Ｊ．Ｅ．Ｅｆｆｌａｎ
ｄ，ａｎｄ Ｄ．Ｆ．ＤｉＦｏｎｚｏ，“ＯＰＥＲＡＴ
ＩＯＮＡＬ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ ＯＦ Ａ ４
／６−ＧＨｚＡＤＡＰＴＩＶＥ ＰＯＬＡＲＺＡＴＩＯ
Ｎ ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮ ＮＥＴＷＯＲＫ ＥＭ
ＰＬＯＹＩＮＧ ＵＰ／ＤＯＷＮ−ＬＩＮＫ ＣＯＲＲ
ＥＬＡＴＩＯＮ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭＳ”，Ｐｒｏｃｅ
ｅｄｉｎｇｓ ＩＥＥ ２ｎｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ａｎｔｅｎｎａｓ
ａｎｄ Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，Ｙｏｒｋ，ＵＫ，
Ａｐｒｉｌ １９８１，ＩＥＥ Ｃｏｎｆ．Ｐｕｂｌ．
１９５，ｐｐ．１８１−１８７）。この相関を利用する
ことにより、ダウンリンクの交差偏波劣化が分かれば、
アップリンクの交差偏波劣化を推定することができ、即
ちアップリンクの交差偏波劣化の補償をすることが可能
となる。

【００１１】図１の交差偏波補償装置において、まずア
ップリンク系について説明する。偏分波器（ＯＭＴ）５
は、第１の送信信号群Ｓ４ａを送信端子１０１に、第２
の送信信号群Ｓ４ｂを送信端子１０２に受ける。偏分波
器５は、送信信号群Ｓ４ａとＳ４ｂを互いに直交する直
線偏波の送信信号群Ｓ３に偏波合波する。送信信号群Ｓ
３は、円偏波変換器（ＰＯＬ（π／２））４と直線偏波
変換器（ＰＯＬ（π））３とからなる送信用交差偏波補
償器により、後述する処理によって衛星回線のアップリ
ンクの交差偏波劣化ＸＰＤｕが補償されるとともに互い
に逆旋方向をなす円偏波の二つの送信信号群Ｓ１に変換
される。送信信号群Ｓ１は、群分波器（ＯＭＪ）２の送
信端子に供給され、この群分波器２のアンテナ端子およ
びアンテナ１を介して衛星局に送信される。

【００１２】ここで、円偏波変換器４は、円形導波管内
に誘電体板あるいは金属ビス等からなるπ／２ラジアン
の移相素子を設けたものであり、このπ／２移相素子に
対して４５度の角度（この角度を基準角度とする）で直
線偏波の信号を入射すると、右旋円偏波または左旋円偏
波の信号を生ずる。逆に、円偏波の信号を入射すると、
上記π／２移相素子に対して４５度の角度に直線偏波の
信号を生ずる。また、楕円偏波の主軸が上記π／２移相
素子に平行（または垂直）になるように信号を入射する
と、出力偏波の角度がπ／２移相素子に対して４５度か
らずれた直線偏波の信号を生ずる。一方、直線偏波変換
器３は、円形導波管内にπラジアンの移相素子を設けた
ものであり、入射された直線偏波（円偏波信号も互いに
直交する二つの直線偏波信号に分解して考えることがで
きる）に対して上記移相素子の角度がθ（θ＝０°を基
準角度とする）のとき、出射偏波は入射偏波面に対して
２θだけ傾むいた直線偏波となる。なお、偏分波器５と
円偏波変換器４との間，円偏波変換器４と直線偏波変換
器３との間および直線偏波変換器３と群分波器２との間
には、図示しないロータリジョイントがそれぞれ設けら
れており、直線偏波変換器３は駆動信号Ｓ５により、円
偏波変換器４は駆動信号Ｓ６によりそれぞれ回転駆動さ
れる。

【００１３】次に、この交差偏波補償装置のダウンリン
ク系について説明する。アンテナ１が受けた受信信号群
は、群分波器２のアンテナ端子に供給され、この群分波
器の受信端子に互いに逆旋方向の円偏波である二つの受
信信号群Ｓ７として出力される。受信信号群Ｓ７は、信
号結合器（ＣＰＬ）６を通過して受信信号群Ｓ８にな
り、直線偏波変換器（ＰＯＬ（π））７をさらに通過し
て受信信号群Ｓ９になり、円偏波変換器（ＰＯＬ（π／
２））８をさらに通過して互いに直交する直線偏波の二
つの受信信号群Ｓ１０になる。ここで、直線偏波変換器
７は直線偏波変換器４と同じ機能を有し、円偏波変換器
８は円偏波変換器４と同じ機能を有する。また、信号結
合器６と直線偏波変換器７との間，直線偏波変換器７と
円偏波変換器８との間および円偏波変換器８と信号結合
器（ＣＰＬ）９との間にも図示しないロータリジョイン
トを設けている。受信信号群Ｓ１０は、信号結合器９を
通過して信号Ｓ１１となったあと、偏分波器（ＯＭＴ）
１０により偏波分離され、受信端子１０３に第１の受信
信号群Ｓ１２ａを、受信端子１０４に第２の受信信号群
Ｓ１２ｂを出力する。なお、周波数３，９４７．５ＭＨ
ｚのビーコン信号は、衛星局から右円偏波（ＲＨＣＰ）
で送信されており、従って、受信端子１０３に出力され
る受信信号群Ｓ１２ａに含まれているが、受信端子１０
４側にも受信信号群Ｓ１２ａの交差偏波の劣化成分が出
力されているのに注意すべきである。

【００１４】ここで、直線偏波変換器７および円偏波変
換器８で構成される受信用交差偏波補償器によるダウン
リンクの交差偏波劣化ＸＰＤｄの補償動作を説明してお
く。以下、受信信号群Ｓ７ないしＳ１２（ａおよびｂ）
を、周波数３，９４７．５ＭＨｚのビーコン信号で代表
させることにする。ビーコン信号Ｓ８は、衛星局とこの
交差偏波補償装置との間の位置関係および交差偏波劣化
ＸＰＤｄによって決まるチルト角βｄで直線偏波変換器
７に入射する。このビーコン信号Ｓ８は、交差偏波劣化
ＸＰＤｄの影響によって円偏波から楕円偏波の信号に変
化している。このとき、ビーコン信号Ｓ８の楕円偏波率
ｅｐｄは、ｅｐｄ＝（１＋ＸＰＤｄ）／（１−ＸＰＤ
ｄ）であり、この交差偏波劣化ＸＰＤｄによって生じた
楕円率角αｄは、αｄ＝Ｃｏｔ^-1（ｅｐｄ）＝Ｃｏｔ^-1
（１＋ＸＰＤｄ）／（１−ＸＰＤｄ）である（図２
（ａ）参照）。そこで、直線偏波変換器７を駆動信号Ｓ
１４の制御により回転角度ζＤ＝ζｄ＝（αｄ＋βｄ）
／２だけ回転させると、直線偏波変換器７を通過後のビ
ーコン信号Ｓ９は円偏波変換器８に角度αｄで入射する
（図２（ｂ）参照）。そこで、円偏波変換器８を駆動信
号Ｓ１５の制御により角度αＤ＝αｄだけ回転させる
と、円偏波変換器８を通過後のビーコン信号Ｓ１０は交
差偏波劣化のない直線偏波となる（図２（ｃ）参照）。

【００１５】さて、受信信号群Ｓ１２ａおよびＳ１２ｂ
のうちのビーコン信号が、周波数変換器（Ｄ／Ｃ）１２
によって７０ＭＨｚ帯の第１中間周波数信号Ｓ１８ａお
よびＳ１８ｂに位相関係を保ったまま変換され、ビーコ
ン信号用の交差偏波劣化検出器（ＸＰＤ ＤＥＴ）１６
に供給される。交差偏波劣化検出器１６は、第１中間周
波数信号Ｓ１８ａおよびＳ１８ｂから交差偏波劣化ＸＰ
Ｄｄの劣化データＳ１７を検出する。即ち、交差偏波劣
化検出器１６は、第１中間周波数信号Ｓ１８ａをレベル
および位相の基準として第１中間周波数信号Ｓ１８ｂの
同期検波を行い、信号Ｓ１８ａのレベルＥ_C ｄと、信号
Ｓ１８ａに対する信号Ｓ１８ｂの直交成分ΔＥ_Y ｄと同
じく同相成分ΔＥ_X ｄとを劣化データＳ１７として検出
する。

【００１６】計算回路（ＣＡＬ）１５は、劣化データＳ
１７からダウンリンクの交差偏波劣化ＸＰＤｄを計算
し、この交差偏波劣化ＸＰＤｄから直線偏波変換器７お
よび円偏波変換器８の回転角データＳ１６をさらに計算
する。例えば、直線偏波変換器７にチルト角βｄ，楕円
偏波率ｅｐｄのビーコン信号Ｓ８が入射され、このとき
上記受信用交差偏波補償器が上記基準角度に設定されて
いると、チルト角βｄがβｄ＝Ｔａｎ^-1（ΔＥ_Y ｄ／Δ
Ｅ_X ｄ）で計算できる。また、交差偏波劣化ＸＰＤｄ
は、ＸＰＤｄ＝｛（ΔＥ_X ｄ）² ＋（ΔＥ_Y ｄ）² ｝
^1/2 ／Ｅ_C ｄで計算できる。従って、ｅｐｄ＝（１＋Ｘ
ＰＤｄ）／（１−ＸＰＤｄ）であり、円偏波変換器８の
回転角αＤ＝Ｃｏｔ^-1（ｅｐｄ），直線偏波変換器７の
回転角ζＤ＝（αｄ＋βｄ）／２が計算できる。計算回
路１５は、上述のとおり計算される回転角αＤと回転角
ζＤとを回転角データＳ１６として駆動回路（ＤＲＶ）
１４に供給する。

【００１７】駆動回路１４は、回転角データＳ１６に従
い、回転角ζＤで直線偏波変換器７を回転させる駆動信
号Ｓ１４と、円偏波変換器８を回転角αＤで回転させる
駆動信号Ｓ１５とを発生する。なお、交差偏波劣化ＸＰ
Ｄｄは一般に晴天時において無視しうるほど小さくなる
ことから、晴天時において上記受信用交差偏波補償器を
上記基準角度に設定している。

【００１８】上述のとおり、この交差偏波補償装置は、
直線偏波変換器７，円偏波変換器８，偏分波器１０，周
波数変換器１２，交差偏波劣化検出器１６，計算回路１
５および駆動回路１５からなるサーボ回路を有し、楕円
率角αｄ，チルト角βｄのとき、交差偏波劣化検出器１
６からの劣化データＳ１７の直交成分ΔＥ_Y ｄと同相成
分ΔＥ_X ｄとが零になるように、回転角ζＤで直線偏波
変換器７を回転させるとともに円偏波変換器８を回転角
αＤで回転させることにより、伝搬路で生ずるダウンリ
ンクの交差偏波劣化ＸＰＤｄを補償できる。

【００１９】さてこれから、本発明の特徴であるアップ
リンクの交差偏波劣化ＸＰＤｕを精度よく補償する動作
について説明する。

【００２０】まず、このアップリンクの交差偏波劣化補
償のための校正動作を説明する。発振器１３は、周波数
３，９４７．５ＭＨｚのビーコン信号とは５００ＫＨｚ
離れの周波数３，９４８ＭＨｚの校正信号Ｓ１３を生ず
る。校正信号Ｓ１３は、この装置の稼働時以外，例えば
校正時に、切替器（ＳＷ）１１を介して信号結合器９に
校正信号Ｓ１３ｂとして供給される。信号結合器９は、
校正信号Ｓ１３ｂを互いに直交するとともに同レベルの
二つの直線偏波として偏分波器１０の入力端に結合す
る。この校正信号Ｓ１３ｂは、偏分波器１０の二つの出
力端および周波数変換器１２を介して７０ＭＨｚ帯の第
１中間周波数帯信号Ｓ１９ａおよびＳ１９ｂとして、校
正信号用の交差偏波劣化検出器（ＸＰＤ ＤＥＴ）１７
に供給される。この交差偏波劣化検出器１７は、動作す
る入力周波数が異なるのを除いて、交差偏波劣化検出器
１６と同じ動作をする。即ち、交差偏波劣化検出器１７
は、第１中間周波数信号Ｓ１９ａをレベルおよび位相の
基準として第１中間周波数信号Ｓ１９ｂの同期検波を行
い、信号Ｓ１９ａのレベルＥ_C ｃと、信号Ｓ１９ａに対
する信号Ｓ１９ｂの直交成分ΔＥ_Y ｃと同じく同相成分
ΔＥ_X ｃとを校正信号Ｓ１３ｂの交差偏波劣化ＸＰＤｃ
の劣化データＳ２０として検出する。

【００２１】ここで、信号結合器９および偏分波器１０
が適切に製作されている限り、信号Ｓ１９ａと信号Ｓ１
９ｂとは同レベルになる。そして、校正時には、検出器
１７を劣化データＳ２０の直交成分ΔＥ_Y ｃが零に、同
相成分ΔＥ_X ｃがレベルＥ_Cｃになるように調整してお
く。つまり、校正時チルト角βｃが零である。校正時交
差偏波劣化ＸＰＤｃは、ＸＰＤｃ＝｛（ΔＥ_X ｃ）² ＋
（ΔＥ_Y ｃ）² ｝^1/2／Ｅ_C ｃ＝１である。従って、校
正時の楕円偏波率ｅｐｃがｅｐｃ＝（１＋ＸＰＤｃ）／
（１−ＸＰＤｃ）であることから、校正時の楕円率角α
ｃ＝Ｃｏｔ^-1（ｅｐｃ）＝０°となる。アップリンクの
交差偏波劣化の補償は、後述するとおり、この劣化デー
タＳ２０に基づいて行うが、校正時楕円率角αｃと校正
時チルト角βｃとがともに零なので、校正時には上記送
信用交差偏波補償器は回転駆動されない。

【００２２】次に、アップリンクの交差偏波劣化補償動
作について説明する。この交差偏波補償装置の稼働時に
は、スイッチ１１を切替え、校正信号Ｓ１３を信号Ｓ１
３ａとして信号結合器６に供給する。信号結合器６は校
正信号Ｓ１３ａを右旋方向の円偏波で直線偏波変換器７
の入力端に供給する。この校正信号Ｓ１３ａは、受信信
号群Ｓ８のビーコン信号と同様に、直線偏波変換器７，
円偏波変換器８，信号結合器９，偏分波器１０および周
波数変換器１２を通過する。しかしながら、校正信号Ｓ
１３ａの成分は、第１中間周波数信号Ｓ１９ａおよびＳ
１９ｂとして交差偏波劣化検出器１７に供給される。こ
のとき、受信信号群Ｓ８は楕円率角αｄ，チルト角βｄ
で直線偏波変換器７に入力しているので、直線偏波変換
器７および円偏波変換器８の各各は、回転角ζＤおよび
回転角αＤでそれぞれ回転制御されている。また、検出
器１７は上述のとおりに校正されている。

【００２３】従って、交差偏波劣化検出器１７は、第１
中間周波数信号Ｓ１９ａを基準としたダウンリンクの交
差偏波ＸＰＤｄの劣化データＳ２０を、主偏波基準信号
Ｓ１９ａレベルＥ_C ｃ，交差偏波信号Ｓ１９ｂの信号Ｓ
１９ａと９０°の位相差をもつ直交成分ΔＥ_Y ｃおよび
信号Ｓ１９ａと同一位相をもつ同相成分ΔＥ_X ｃとで検
出している。計算回路（ＣＡＬ）１８は、この劣化デー
タＳ２０を基にして、アップリンクの交差偏波劣化ＸＰ
Ｄｕを補償するような直線偏波変換器３の回転角βＵお
よび円偏波変換器４の回転角ζＵを計算する。

【００２４】上述のとおり、ダウンリンクの交差偏波劣
化ＸＰＤｄとアップリンクの交差偏波劣化ＸＰＤｕとの
間には相関があり、アップリンクの楕円率角αｕ＝ｆ
（αｄ），アップリンクのチルト角βｕ＝ｆ（βｄ）で
表わされる。計算回路１８は、この楕円率角αｕおよび
チルト角βｕを計算し、これら楕円率角αｕおよびチル
ト角βｕに対応する回転角αＵと回転角ζＵ［ζＵ＝
｛ｆ（αｕ）＋ｆ（βｕ）｝／２］とを回転角データＳ
２１として駆動回路（ＤＲＶ）１９に供給する。なお、
文献２には、送信用の直線偏波変換器３の回転角ζＵお
よび円偏波変換器４の回転角αＵを受信用の直線偏波変
換器７の回転角ζＤおよび円偏波変換器８の回転角αＤ
から直接求める計算式が示されており、計算回路１８は
この文献２の式を用いて回転角ζＵおよび回転角αＵを
求めてもよい。

【００２５】駆動回路１９は、回転角データＳ２１に従
い、直線偏波変換器３を回転角ζＵで回転させる駆動信
号Ｓ５と、円偏波変換器４を回転角αＵで回転させる駆
動信号Ｓ６とを発生する。駆動回路１９は駆動信号Ｓ５
とＳ６とで直線偏波変換器３および円偏波変換器４を回
転駆動し、アップリンクの交差偏波劣化ＸＰＤｕが補償
される。

【００２６】なお、本実施例においては、晴天時に交差
偏波劣化がないとして、上記受信用交差偏波補償器の基
準角度を設定しているが、上記衛星局において正しい円
偏波信号を送信していないこと等が起り得る。このとき
には、晴天時にもダウンリンクの交差偏波劣化ＸＰＤｄ
の劣化データＳ１７が検出されるので、計算回路１５は
晴天時にも上記受信用交差偏波補償器をこの晴天時に検
出された劣化データＳ１７に従って回転制御するように
回転角データＳ１６を補正してもよい。

【００２７】図３は本実施例に用いた交差偏波劣化検出
器１６のブロック図である。

【００２８】周波数変換器３１および４７は、この交差
偏波劣化検出器１６が受けた７０ＭＨｚ帯の第１中間周
波数信号Ｓ１８ａおよび１８ｂと発振器３９の発生する
信号を分波した５９．３ＭＨｚ帯の第１局部発振信号Ｓ
３４ａおよびＳ３４ｂとをそれぞれ周波数混合し、１
０．７ＭＨｚ帯の第２中間周波数信号Ｓ３１およびＳ４
１を生ずる。第２中間周波数信号Ｓ３１は、ＡＧＣ増幅
器３２でＡＧＣ増幅され、さらに同期検波器３３により
周波数１０．７ＭＨｚの第２局部発振信号Ｓ３８と同期
検波され、交差偏波劣化データＳ１７の一つである一定
のレベルＥ_C ｄに保たれた劣化データＳ１７ａとされ
る。ここで、第２局部発振信号Ｓ３８は、発振器４６の
発生する周波数１０ＫＨｚの信号Ｓ３５ａと発振器４１
の発生する周波数１０．６９ＭＨｚの信号Ｓ３６ａとが
周波数変換器３６により周波数混合され、さらにフィル
タ３７により雑音低減されて作られたものであり、発振
器４６の信号Ｓ３５が移相器（Ｐ．Ｓ）４０により位相
調整されている。また、ＡＧＣ増幅器３２によって増幅
された第２中間周波数信号Ｓ３２は、π／２位相器３８
が第２局部発振信号Ｓ３８をπ／２ラジアンだけ移相し
た信号Ｓ３８ａと同期検波器３４により同期検波され、
さらに低域ろ波器３５により雑音低減されて発振器３９
の発振周波数を制御する周波数制御信号Ｓ３３とされ
る。劣化データＳ１７ａと周波数制御信号Ｓ３３とは直
交検波の関係にする必要がある。即ち、劣化データＳ１
７のレベルＥ_C ｄに対する制御信号Ｓ３３のレベルを最
小にするように、校正時に位相器４０の移相量を調整
し、第１局部発振信号Ｓ３４ａの周波数を周波数制御信
号Ｓ３３により自動制御する。

【００２９】第２中間周波数信号Ｓ４１は、ＡＧＣ増幅
器４８でＡＧＣ増幅され、さらに同期検波器５０により
周波数１０．７ＭＨｚの第２局部発振信号Ｓ４０と同期
検波され、交差偏波劣化データＳ１７の一つであり、劣
化データＳ１７ａと同相検波の関係にある劣化データＳ
１７ｃ（同相成分ΔＥ_X ｄ）とされる。また、ＡＧＣ増
幅器４８によって増幅された第２中間周波数信号Ｓ４２
は、第２局部発振信号Ｓ４０をπ／２位相器４４によっ
てπ／２ラジアンだけ移相した信号Ｓ４０ａと同期検波
器４９により同期検波され、劣化データＳ１７の一つで
あり、劣化データＳ１７ｃと直交関係にある劣化データ
Ｓ１７ｂ（直交成分ΔＥ_Y ｄ）とされる。ここで、第２
局部発振信号Ｓ４０も、発振器４６の発生する信号Ｓ３
５と発振器４１の発生する信号Ｓ３６ｂとを周波数変換
器４２により周波数混合し、さらにフィルタ４３により
雑音低減されて作られたものである。また、ＡＧＣ増幅
器３２と４８は、劣化データＳ１７ａが増幅器４５によ
り増幅されたＡＧＣ信号Ｓ４３により共通ＡＧＣ増幅さ
れている。

【００３０】上述のとおり、この交差偏波劣化検出器１
６は、上記ビーコン信号から生成される第１中間周波数
信号Ｓ１８ａおよびＳ１８ｂに応答してレベルＥ_C ｄ，
直交成分ΔＥ_Y ｄおよび同相成分ΔＥ_X ｄからなる劣化
データＳ１７を生ずる。なお、交差偏波劣化検出器１７
も、信号Ｓ１８ａおよびＳ１８ｂと５００ＫＨｚ離れの
周波数の校正信号Ｓ１３から生成される第１中間周波数
信号Ｓ１９ａおよびＳ１９ｂで動作するのを除き、検出
器１６と同じ構成でよい。従って、検出器１６に受信信
号周波数の変更手段を設けると、この検出器１６は、検
出器１７としても使用でき、この交差偏波補償装置の稼
働時と校正時とで時分割に使用できる。しかし、上記受
信用交差偏波補償器へ入射するビーコン信号の偏波が楕
円率角αｄ，チルト角βｄであるとき、検出器１６から
の劣化データＳ１７の直交成分ΔＥ_Y ｄと同相成分ΔＥ
_X ｄがともに零になるように上記サーボ回路が動作する
のに対し、検出器１７は楕円率角αｄ，チルト角βｄを
示す劣化データ（直交成分ΔＥ_Y ｃと同相成分ΔＥ
_X ｃ）Ｓ２０を出力することに注意すべきである。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、校正信号
を受信用交差偏波補償器の入力端に円偏波で結合し、上
記受信用交差偏波補償器によるダウンリンクの交差偏波
劣化の補償量を校正信号交差偏波検出回路で電気的に検
出することにより、上記ダウンリンクの交差偏波劣化を
正確に検出するので、このダウンリンクの交差偏波劣化
と相関を持つアップリンクの交差偏波劣化の補償を精度
よく行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例のブロック図である。

【図２】本実施例の交差偏波補償装置の動作説明図であ
り、（ａ）は直線偏波変換器７への受信信号群Ｓ８の入
射偏波、（ｂ）は直線偏波変換器７を通過後の受信信号
群Ｓ９の偏波、（ｃ）は円偏波変換器８を通過後の受信
信号群Ｓ１０の偏波を示している。

【図３】本実施例に用いた交差偏波劣化検出器１６のブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ アンテナ ２ 群分波器（ＯＭＪ） ３，７ 直線偏波変換器（ＰＯＬ（π）） ４，８ 円偏波変換器（ＰＯＬ（π／２）） ５，１０ 偏分波器（ＯＭＴ） ６ 信号結合器（ＣＰＬ） ９ 信号結合器（ＣＰＬ） １１ スイッチ（ＳＷ） １２ 周波数変換器（Ｄ／Ｃ） １３ 発振器（ＯＳＣ） １４ 駆動回路（ＤＲＶ） １５ 計算回路（ＣＡＬ） １６ 交差偏波劣化検出回路（ＸＰＤ ＤＥＴ） １７ 交差偏波劣化検出回路（ＸＰＤ ＤＥＴ） １８ 計算回路（ＣＡＬ） １９ 駆動回路（ＤＲＶ） ３１，３６，４２，４７ 周波数変換器 ３２，４８ ＡＧＣ増幅器 ３３，３４，４９，５０ 同期検波器 ３５ 低域ろ波器 ３７，４３ フィルタ ３８，４４ π／２位相器 ３９，４１，４６ 発振器 ４０ 移相器（Ｐ．Ｓ） ４５ 増幅器 １０１，１０２ 送信端子 １０３，１０４ 受信端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの入力端にそれぞれ受けた二つの送
   信信号群を互いに直交する直線偏波の送信信号群に偏波
   合波する送信用偏分波器と、直線偏波変換器と円偏波変
   換器とを含み前記送信用偏分波器からの二つの前記送信
   信号群を互いに逆旋方向の円偏波に変換するとともにア
   ップリンクの交差偏波劣化を補償した送信信号群として
   出力する送信用交差偏波補償器と、前記送信用交差偏波
   補償器からの前記送信信号群を送信端子に受けてアンテ
   ナ端子に出力するとともに互いに逆旋方向の円偏波をな
   す二つの受信信号群を前記アンテナ端子に受けて受信端
   子に出力する群分波器と、直線偏波変換器と円偏波変換
   器とを含み前記受信端子からの前記受信信号群を互いに
   直交する直線偏波に変換するとともにダウンリンクの交
   差偏波劣化を補償した受信信号群として出力する受信用
   交差偏波補償器と、前記受信用交差偏波補償器からの二
   つの前記受信信号群を偏波分離して二つの出力端にそれ
   ぞれ生ずる受信用偏分波器と、前記二つの出力端に生ず
   る前記受信信号群のうちの一つの信号から前記ダウンリ
   ンクの交差偏波劣化を検出する交差偏波劣化検出回路
   と、検出された前記ダウンリンクの交差偏波劣化に応答
   して前記ダウンリンクの交差偏波劣化を補償するように
   前記受信用交差偏波補償器を制御する受信用交差偏波補
   償器駆動回路と、前記受信信号群の周波数帯に含まれる
   周波数の校正信号を生じる校正信号発生回路と、前記校
   正信号を円偏波信号にして前記受信用交差偏波補償器の
   入力端に供給する円偏波校正信号供給回路と、前記受信
   用偏分波器の二つの出力端から前記校正信号を抽出しこ
   の校正信号の交差偏波成分を検出する校正信号交差偏波
   検出回路と、検出された前記校正信号の交差偏波成分に
   応答して前記送信用交差偏波補償器を前記アップリンク
   の交差偏波劣化を補償するように駆動制御する送信用交
   差偏波補償器駆動回路とを備えることを特徴とする交差
   偏波補償装置。
2. 【請求項２】 校正時に前記校正信号発生回路からの前
   記校正信号を互いに直交する直線偏波にして前記受信用
   偏分波器の入力端に供給する直線偏波校正信号供給回路
   をさらに有し、 前記校正時には、前記校正信号交差偏波検出回路が、前
   記校正信号の交差偏波成分のうち主偏波と９０°の位相
   差を有する直交成分の検出量を最小にするように調整さ
   れることを特徴とする請求項１記載の交差偏波補償回
   路。
3. 【請求項３】 前記受信用交差偏波補償器駆動回路が、
   晴天時に検出される前記ダウンリンクの交差偏波劣化の
   値を基準値として前記受信用交差偏波補償器を制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の交差偏波補償回路。