JPS5887471A - アンテナ追尾用給電装置 - Google Patents

アンテナ追尾用給電装置

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JPS5887471A
JPS5887471A JP18728181A JP18728181A JPS5887471A JP S5887471 A JPS5887471 A JP S5887471A JP 18728181 A JP18728181 A JP 18728181A JP 18728181 A JP18728181 A JP 18728181A JP S5887471 A JPS5887471 A JP S5887471A
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Katsuhiko Aoki
青木 克比古
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/146Systems for determining direction or deviation from predetermined direction by comparing linear polarisation components

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

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】 この発明は衛星通信用アンテナの地球局において、衛星
を自動追尾するアンテナ追尾用給電装置に関するもので
ある。
従来この種の装置として、第1図に示すものがあった。
図は1個の高次モード結合器を用いた、円偏波のビーコ
ン波を追尾する衛星追尾方式の一例である。図において
(1)はアンテナに装置するホーン、(2)はモード結
合器(MC) 、+31は909偏波変換器(90°−
POL)、(4)は偏分波器(OMT)、(5)は低雑
音増幅器(LNA)、f6)はミ++−(MIX)、(
7)はミキサー用局部発振器(LO)、+81は位相検
波器(1’sD)、(9)は追尾用基準信号(8UM)
、α〔は第1の追尾信号(Errorl )で、SUM
(7)同相成分、111 i212 ノ追尾信号(Er
ror2)で、SUMの直交成分、(12m)はSUM
系とError系との相対位相の補償器、(12b)は
90’移相器である。
また第2図は2個の高次モード結合器を用いた、直線偏
波のビーコン波を追尾する衛星追尾方式の他の例を示す
。第2図において、(2す(2b)は第1、第2の高次
モード結合器(MC−1、M(,2)、(3)′は18
0°偏波変換器(180’−POL)、(13は18o
@偏波変換器(3)′の回転にともなう座標変換を補正
する位相補償器、圓は上記両高次モード結合器(ハ)(
2b)の出力を合成するハ゛イブリッド結合器である。
以上の回路の動作について説明する。第3図はその動作
説明図である。ホーン(1)のボーアサイト軸(Bor
esight Axis ) BAから電波源(8ou
rce)である衛星Sが角度θだけオフセットしている
場合、X方向のオフセット角度θz  Y方向のオフセ
ット角度θYはそれぞれ θX−θcosφ (1) θY フ θ 畠inφ で示される。
いま衛星のビーコン波の電界E5のX、Y成分は、衛星
電波が円偏波の場合 ここで k:楕円偏波率  鼠〉1:右旋にく1:左旋 r:楕円のチルト角(X軸を基準とす る) Eo:ビーコン波の電界の大きさ で示され、この゛電界によりアンテナに励起する高次モ
ードΔEは、TMo1モード結合器の場合ΔE=icθ
(EXCOIφ+Eysinφ)(3)K:定数 で示される。これは例えばR−1,J’−Qの円偏波を
例1ことれば明らかなように、ΔEの実数部よりX方向
のオフセット角度に対応した誤差電圧を、ΔEの虚数部
よりY方向のオフセット角度に対応した誤差電圧を得る
ことになる。又実数部/i数部は基準信号(SUM)で
誤差信号(Error )を位相検波することにより検
出することになる。
この方式は現在の円偏波を用いた衛星、例えばCS (
、国内衛星通信用通信衛星など)の衛星追尾方式に用い
られている。
また第2図は、直線偏波の衛星を追尾する場合であるが
、直交する2つの高次モード(例えば円形導波管の高次
モードであるTEolモードと’f M @ 1モード
)を用いて第1図と同様な追尾方式を構成する。ここで
偏波変換器として180@−POLを用いて直線偏波面
回転器とし・て、衛星の偏波面にアンテナの偏波面を合
わせている点が異なっている。
すなわち第2の高次モード結合器(2b)から取り出し
た高次モード成分に90@の位相推移を与えてハイブリ
ッドで他の第1の高次モード結合器(2亀)からの高次
モード成分と合成する。この作用は第1図では1つのモ
ード結合器12)により同相分と90@直交分の誤差信
号を得ることと等価である。従って基準信号と同相分の
誤差信号と直交分のそれを位相検波することにより、A
、Yの2方向の誤差電圧を得ることができる。また基準
信号回路側の偏波面回転器(180’−POL)が変化
した場合でも基1?1/!ll!差系の相対位相関係が
一定であるように位相補償器13を入れている。
以上のように従来方式では衛星の偏波形態によって地球
局アンテナの追尾方式を第1図もしくは第2図などで使
いわける必要がある。以上の例では第4図又は第5図に
示すように衛星のビーコン波(TRKB)と通信波(C
OM)の偏波が同一の場合の例であり、第6図Iど示す
ように衛星のビーコン波TKK Bが円偏波で通信波(
COM)が直線偏波のような複合の偏波形態を有する場
合は、第1図。
第2図のいずれの方式も追尾不能領域をもつ。また第5
図のビーコン波/通信波とも直線偏波をもつ場合と、第
6図の偏波形態をもつ場合の異なった2つの偏波形態の
衛星のいずれかを追尾させようとする共用追尾系のアン
テナの場合においても第1図、第2図のいずれの追尾方
式も不適当である。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、衛星の通信波が直線偏波で、ビー
コン波が円偏波/直線偏波のいずれである場合も追尾可
能とする新しいアンテナ追尾用給電装置を提供すること
を目的としている。
即ち本発明はE CS (Europe+In Com
municationSatellite )とl5−
V(Intelssit 5atellite V)の
両衛星を追尾する方式を考えたものであり、前者は通信
波/ビーコン波ともに直線偏波を、後者は通信波は直線
偏波、ビーコン波は円偏波の偏波形式を採用しているも
のである。
以下この発明の一実施例・を図について説明する。
gJ7図は本発明の一実施例によるアンテナ追尾用給電
装置を示し、図において(1)はアンテナに装置するホ
ーン、(2す(2b)は相互に縦続接続された直交する
第1.第2の高次モード結合器(M(,1゜MC−2)
、(41)は第2の高次モード結合器(2b)の出力に
接続された9回転可能な偏波面検出器としての第1の偏
分波器、(5)は低雑音増幅器(LNA)、(6)はミ
キサー(MIX)、(12a) gt上記第117)(
IN)波器(4漁)の回転角に応じた位相量+45″の
位相量を与える可変位相器であり、これらにより基準信
号系を構成している。
また(4b)は上記第1.第2の高次モード結合器(2
す(2b)の出力を合成する直交偏波結合器としての第
2の偏分波器、(3)はこの第2の偏分波器(4b)の
“出力の偏波□而を回転する円偏波変換器としての90
°偏波綾換器(90°−pot) 、(4C)はこの9
0’偏波変換器(3)の出力を変換する出力変換器とし
ての第3の偏分波器、(5)は低雑音増幅器(LNA)
、(6)はミキサー(MIX)、(7)はミキサー用局
部発振器(to)、(8)は位相検波器(PSD)、(
12b)は90°移相器であり、以上により誤差信号系
を構成している。そして(9)は追尾用基準信号(SU
M)、11(IはiJlの追尾信号(Error l 
)で、SUMの同相成分、αυは第2の追尾信号(Er
ror2)で、SLIMの直交成分である。なお図中(
1急はロータリジヨイント、口Φは可変抵抗、 051
はS端抵抗である。
本実施例回路は第2図と異なり、1806偏波変換器(
3)をなくし、その代わりIJIの偏分波器(OMT−
1)(4i)を回転し偏波面を角度βだけ回転している
点と、第2の偏分波器(’OM”12 ) (4b)で
jl!1.第2の一次モード結合器(21) (2b)
の誤差信号を直交合成し、かつ90″偏波変換器(3)
をへて再び!$3の偏分波器(oM’r−3) (4C
)で分波する誤差系を構成している点に特徴がある。こ
の回路の特性を解析する。
〔ケース1〕 ビーコン波が円偏波で通信波が直線偏波
の場合 第7図の$2の偏分波器(4b)の出力である0点での
誤差信号?!Ij:1は ここで K:第1の高次モード結合器として’rEor
 を用いた場合の定数 に:第2の高次モード結合器として TM:1を用いた場合の定数 であり、可変域波器(1Φによりに=にとおくことがで
きる。90°偏波変換器(3)をX軸に対して45°に
設定する、即ちα二45°とすると、0点のその出カフ
!E2は となる。従って第3の偏分波器(4C)の出力偏波をX
軸方向とすれば(4)式のΔElxを検出できる。
一方追尾基準系の出力ΣEは0点で第1の偏分波器(4
λ)により次式となる。
ここでβはjllの偏分波器(4a)のX軸に対してな
す角度で、通信波である直線偏波の偏波方向に一致して
いるとしている。即ちβは通信波のチルト角rに等しく
している。
この(5)式のΣEXでΔE!8を規格化することによ
り正規化誤差電圧を得ることができる。結果を示すと次
のようになる。
ここで円偏波であるので(2)式で1j=lとしている
。すなわちSUM系とgrror系の相対位相を補償器
(121)によりφ−/ + 45”に設定することに
より1.x方向誤差θco−φとY方向誤差θsinφ
を実数部、虚数部として取り出すことができる。
〔ケース2〕 通信波−/ビーコン波ともに直線偏波の
場合 ケース1と同じ<$1の偏分波器(41)の設定角度β
を入射波のチル・ト角rとおき、(2)式でに;閃とす
れば第3′の偏分波器(4C)のX軸方向の出力の正規
化誤差電圧は(7)式、と同じになる。
以上のように第7図のように2つの直交する高次モード
結合器を用い、誤差信号系でその出力を直交合成し、し
かる後円偏波に変換し、かつ偏分波器で一方の偏波成分
を誤差信号として取出すようにし、一方基準系を直線偏
波に対処しうる系とし、その基準系に偏波面回転にもと
づく位相tと固定量45°の位相差を与えることにより
、通信波の偏波が直線で、ビーコン波が内/直線のむ)
ずれの場合の衛星をも追尾しつる追尾装置が実現でき蕃
6・ なお第7図では直交する2つのモードとして円形導波管
のTEor 、 TMOIモードを使用する場合をのべ
たが、直交する2つのT E ! tモードでも同様の
動作をする。また第3の偏分波器として2偏波のうちの
一方をとり出すようにしたが、通常の丸角変換器などの
一方の偏波成分のみをとり出す回路でも同様の効果を奏
する。
以上のようにこの発明によれば、誤差回路系に直交偏波
結合器としての偏分波器と円偏波変換器としての909
偏波変換器を配置し、基準回路系に回転可能な偏波面検
出器とその回転角に応じた位相器+45°の位相量を与
える可変移相器をもたせることにより、通信波が直線偏
波でありビーコン波が円/直線偏波のいずれである場合
でも衛星追尾が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ従来のアンテナ追尾用給
電装置のブロック図、第3図は第1図の回路の動作説明
図、第4図ないし第6図はそれぞれ従来装置の問題点を
説明するための偏波形態を示す図、第7図は本発明の一
実施例によるアンテナ追尾用給電装置のブロック図であ
る。 (2す(2b)・−・高次モード結合器、(4b)・・
・直交偏波結合器(゛第2の偏分波器)、(3)・・・
円偏波変換器(90°偏波変換器)、(4C)・・・出
力変換器(第3の偏分波器)、(4亀)・・・偏波面検
出器(第1の偏分波器)、(12m)・・・可変位相器
。 代理人    葛   野   信   −第3図 第6図     第5図 手続補正書(方式) 特許庁長官殿 1、事件の表示    特願昭56−187281号2
、発明の名称    アンテナ追尾用給電装置3、補正
をする者 (1) 5、補正命令の日付 昭和57年3月5日 6、補正の対象 明細書の図面の簡単な説明の欄 7、補正の内容 (1)明細書第13頁第2行の「ブロック図である。」
を「ブロック図、第8図はケース1,2におけるビーコ
ン波1通信波の偏波状態およびその時の設定角を表とし
て示す図である。」に訂正するO 以   上 手続補正書(自発) 昭和 5411月24日 特許庁長官殿 1、事件の表示    特願昭56−187281号2
゛ 発明の名称    アンテナ追尾用給電装険3、補
正をする者 (1) 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (1)明細書第10頁第11行の「△ES、を規格化」
を「△E1x を下式のように規格化」に訂正する。 (2)同第10頁第14行の 以   上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)相互に縦続接続された直交する第1.第2の高次
    モード結合器と、上記第2の高次モード結合器に接続さ
    れた回転可能な偏波面検出器と、該偏波面検出器の回転
    角に応じた位相量と45@の和の位相量を与える可変位
    相器とを基準信号系6ζ備え、上記両高次モード結合・
    器の出力を合成する直交偏波結合器と、この直交偏波結
    合器の出力の偏波面を回転する円偏波変換器と、この円
    偏波変換器の出力を変換する出力変換器とを追尾誤差系
    に備えたことを特徴とするアンテナ追尾用給電装置。
  2. (2)  上記第1.第2の高次モード結合器として、
    円形導波管のTEo+ モード詔よびT M ;sモー
    ドの結合器を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載のアンテナ追尾用給電装置。
  3. (3)  上記第1.第2の高次モード結合器として、
    直交する2つの”rE露tモードの結合器を用いたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のアンテナ追尾
    用給電装置。
  4. (4)  偏波面検出器として直交偏分波器を用いたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲9J1項ないし第3項の
    いずれかに記載のアンテナ追尾用給電装置。
JP18728181A 1981-11-19 1981-11-19 アンテナ追尾用給電装置 Granted JPS5887471A (ja)

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JPH0122590B2 JPH0122590B2 (ja) 1989-04-27

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51146155A (en) * 1975-06-11 1976-12-15 Mitsubishi Electric Corp Antenna feeding device
JPS5563770A (en) * 1978-11-06 1980-05-14 Cselt Centro Studi Lab Telecom Method of and apparatus for tracing substance radiating annular or linear polarized electromagnetic signal

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