JPS5949028A - アンテナ指向方向制御方式 - Google Patents

アンテナ指向方向制御方式

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JPS5949028A
JPS5949028A JP15894082A JP15894082A JPS5949028A JP S5949028 A JPS5949028 A JP S5949028A JP 15894082 A JP15894082 A JP 15894082A JP 15894082 A JP15894082 A JP 15894082A JP S5949028 A JPS5949028 A JP S5949028A
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JP
Japan
Prior art keywords
antenna
satellite
signal
pointing direction
signals
Prior art date
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Pending
Application number
JP15894082A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayoshi Nishida
西田 隆良
Toshiyuki Kaizuka
貝塚 俊之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5949028A publication Critical patent/JPS5949028A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/125Means for positioning

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Radio Transmission System (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、衛星通信などにおいて衛星搭載アンテナ、
の指向方向を正対すべき地球局アンテナの方向に常時一
致させるだめのアンテナの指向方向制御方式べ関するも
のである。
従来のアンテナ指向方向制御方式としては、指向方向を
制御すべきアンテナに指向方向の誤差角度を検出するだ
めの高次モードホーンあるいはマルチホーンおよび追尾
受信機からなるいわゆるRFセンサを取り付け、該アン
テナが正対すべき対向アンテナを有する無線局より発射
される電波を受信し、該アンテナの指向方向誤差角度を
検出し該アンテナの指向方向を制御する方式がある。こ
の方式を衛星搭載アンテナの指向方向制御に用いると、
環境条件のきびしい衛星にRFセンサを搭載する必要が
あり、そのため宇宙の厳しい環境条件のため精度が悪く
なるだけでなく、衛星の重量が増加するという欠点があ
った。まだ、送信アンテナと受信アンテナを個別に有す
る場合には、受信アンテナについては従来のRFセンサ
を用いて指向方向制御することが可能であるが、送信ア
ンテナについては困難であった。
この発明はアンテナの指向方向の誤差角度を該アンテナ
の指向方向制御を行うために設けられた対向アンテナを
有する無線局で検出し、該無線局から姿勢制御信号を送
出して、該アンテナの姿勢を制御することを特徴とし、
その目的は衛星通信において、衛星搭載アンテナの指向
方向誤差角度を検出する追尾受信機等を地球局に設置し
て衛星搭載機器を減少せしめ、重量の軽減と高信頼化を
図ると共に、アンテナの指向方向制御を容易にすること
にある。
マルチビームアンテナを用いると、通信用ビームの方向
と異なる方向に指向方向制御を行うだめの対向アンテナ
を設けることができるが、ここでは説明を簡単にするた
めに、通信用ビームの方向と対向アンテナの方向が一致
するものとして、以下図面によp本発明の詳細な説明す
る。
第1図は、1次元におけるアンテナの指向方向誤差角度
を検出する原理を示したものである。
図(a)に示すように2個の一次放射器1.1′を反射
鏡2の焦点付近にアンテナの指向方向軸3に対して対称
に配置すると、−次放射器1と一次放射器1′による放
射ノくターンは図(b)に示すようにアンテナ指向方向
に対して対称となる。
図中8は一次放射器1から放射したときのアンテナ放射
パターンであり、9は一次放射器1′から放射したとき
のアンテナ放射パターンである。図から分かるように、
該アンテナの指向方向軸3からのずれの角度θがす十分
小さいとき一次放射器1および一次放射器1′による放
射電界強度は近似的におのおの(1+にθ)、(1−に
θ)に比例する(ここにKは定P、)。
いま図(a)において、発振周波数がfの信号発生器4
の出力信号を、円偏波発生器5.6を用いて一次放射器
1および一次放射器1′の出力偏波が一方は右旋円偏波
、他方は左旋円偏波となるように、−次放射器1および
一次放射器1に給電すると、該アンテナの指向方向が該
アンテナが正対すべきアンテナを有する無線局7の方向
上シ角度θだけずれているとき、無線局7で゛の受信電
界は図(C)の例で示されるように右旋円偏波ベクトル
10と左旋円偏波ベクトル11の強度が異なってくる。
図中の二つの円はそれぞれのベクトルの回転軌跡を示し
ている。
この両ベクトルを合成すると、!Vl(d)の例のよう
にその軌跡が楕円形になる楕円偏波となる。
図(d)において、短軸であるX方向の用、1構成分E
x。
長軸であるY方向の電界成分EY は、それぞれEx 
= Eo ((1+にθ)・sin (2πf t) 
−(1−にθ)−stn (2rr ft))=EO−
2にθ@5in(2πft) ”’y−Eo (<1 +にの・cos(2yrf t
) + (1−にθ)・cos (2yr f t) 
)=E6 ・2 a cos (2yrf t)と表わ
される。ここに、EOは定数である。ExおよびE、の
振幅は、−次放射器1と一次放射器1′から放射される
信号のそれぞれ差および和の信号となり、おのおの“2
1<01、// 2Nに比例している。従って、無線局
7で偏分波器を用いて電界の短軸成分Ex、長軸成分E
yを得て、これらの信号を公知のモノパルス追尾受信機
に入力すると、該アンテナの指向方向誤差角度θに比例
する誤差信号を得ることができる。
第2図に、仰角(Et)方向と方位角(Az)方向の2
次元の指向方向誤差角度を検出するだめの一次放射器の
配置例および分波給電系の構成例を示す。
図(a)に示すように、Et力方向アンテナの指向方向
に対し対称な放射パターンを作るように1対の一次放射
器1aおよび1bを配置し、またAz力方向対称な放射
パターンを作るように1対の一次放射器1cおよび1d
を配置する。
図(b)において、■a〜1dは図(a)と同じ−次1
3bは周波数変換回路、15a〜15 dは円偏波発生
器である。まず、周波数faの信号発生器12aからの
信号は局部発振回路14かもの信号と周波数変換回路1
3 aで混合され周波数Faの信号に変換され、さらに
信号は2分された後に一次放射器1aと1bの出力偏波
が互いに逆回転の円偏波となるように円偏波発生器15
a、15bを介して一次放射器1a、lbに給電される
。また、周波数fbの信号発生器12 bからの信号は
、周波数変換回路13bで周波数Fbの信号に変換され
、−次放射器1cと1dの出力信号が互いに逆回転の円
偏波となるよう円偏波発生器15 cおよび15 dに
給電される。以上のことより、対向アンテナを有する無
線局で周波数Faの信号よpEt方向の指向方向誤差角
度を、また周波数Fb の信号よりAz力方向指向方向
誤差角度を検出することができる。
第3図は、本発明による衛星搭載送信アンテナの指向方
向を制御するだめの指向方向制御方式の一構成例である
。16は衛星、17は第2図で示した2対の一次放射器
1a〜1dを含む分波給電回路、18は地球局である○ まず、衛星16では分波給電回路17から発射される周
波数paおよびFbの信号を送信アンテナの主反射鏡1
9を経て送信する0地球局18では、衛星16からの信
号を主反射鏡20 aと一次放射器21 aで構成され
るアンテナで受信し、偏分波器22で和信号となる長軸
成分と差信号と°なる短軸成分を取り出し、取り出した
信号をフィルタ回路23で周波数Faの和信号、差信号
および周波数Fbの和信号、差信号に分離し、公知のモ
ノパルス追尾受信機24 aで周波数Faの信号よpE
1方向の指向方向誤差角度に比例する誤差信号を、また
モノパルス追尾受信機24bで周波数Fbの信号よりA
z方向の誤差信号を得る。モノパルス受信機24a、2
4bで得たE1方向、Az力方向誤差信号は変調器25
へ送られ、ここで搬送波を笈p!Iシ、局部発振回路2
6からの信号と周波数変換回路27で混合し周波数変換
した後に送信機28で増幅し主反射鏡20b1−次放射
器21 bで構成されるアンテナよシ衛星16へ送信す
る。
つぎに衛星16では、地球局18からの信号を主反射鏡
29、−次放射器30で構成される受信アンテナで受信
し受信機31で増幅した後に局部発振回路32からの信
号と周波数変換回路33で混合し中間周波数に周波′数
変換し、復調器34で誤差信号を復調し復調した誤差信
号を駆動制御装置35に入力し、駆動制御装置35は誤
差信号にもとづき送信アンテナの指向方向を制御する。
以上説明したように、この発明を衛星通信に適用すると
衛星搭載アンテナの指向方向制御用の追尾受信機を地上
局に設置することができ、そのため追尾受信機周辺の温
度変動が小さいなど環境条件がよく、衛星に追尾受信機
を搭載する従来の方法に比較して高精度に制御できるは
かシでなく、衛星の重量を軽減することができるという
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明におけるアンテナ指向方向誤差角度を
検出する原理を示した図であって、図(a)は−次放射
器の配置を示す図、図(b)は図(a)の各−次放射器
76)ら電磁波を放射した場合の放射パターンを示す図
、図(c)は図(a)の各放射器から放射した場合のベ
クトル回転を示す図、図(d)は図(c)の両ベクトル
を合成したベクトル回転を示す図である。 第2図(a)は、2次元の指向方向誤差角度を検出する
だめの一次放射器の配列を示す図、図(b)は図(a)
の4個の一次放射器に対する分波給電系統の構成を示す
図である。 第3図は、本発明による衛星搭載送信アンテナの指向方
向を制御するだめの指向方向制御方式の構成実施例であ
る。 1.1’ 、la、1b+ 1c+ ld、21a。 21 b 、 30・・・・・・・・・−次放射器、2
曲曲・反射鏡、3・・・・・・・・・アンテナの主ビー
ム指向方向軸、4曲曲・信号発生器、5,6,15a、
15b、15c、15d・・・・・・・・・円偏波発生
器、7・・・・・回正対ずべきアンテナを有する無線局
、8曲曲・−次放射器1から放射したときのアンテナ放
射パターン、9・・・・・・・・・−次放射器1′から
放射したときのアンテナ放射パターン、1o・・・・・
四−次放射器1がら放射したときのアンテナ放射電界の
回転ベクトル図、11・・・・・・・・・−次放射器1
′から放射したときのアンテナ放射電界の回転ベクトル
図、12a、12b・・・・・・・・・信号発生器、1
3a 、 13b 、 27.33・・曲・・・周波数
変換回路、14.26.32・・・・・・・・・局部発
振回路、16・・・・・・・・・”衛星、17・・・・
・・・・・分波給電回路、18・・曲・・・地球局、1
9 、20 a 、 20 b 、 29−−= 主反
射鏡、22・・・・・・・・・偏分波器、23・・・・
・・・・・フィルタ回路、24a 。 24 b・・・・・・・・・モノパルス追尾受信機、2
5・・・・・・・・・変可器、28・・・・・・・・・
送信機、31・・・・・・・・・受信機、34・・・・
・・・・・復調器1.35・・・・・・・・・駆動制御
装置代理人 弁理士  本  間     崇(cl) ? (C)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一方の無線局から他の無線局のアンテナの指向方向の制
    御を行なう方式において、被制御アンテナの焦点近傍に
    、該アンテナの主ビーム指向方向軸に対して、相互に軸
    対称な放射パターンが得られるような位置関係に設けら
    れた2個の一次放射器の組み合わせを1組以上設け、前
    記相互に軸対称放射パターンの関係にある各−次放射器
    に対する給電は放射電磁波が相互に逆回転の円偏波とな
    るように円偏波発生器を介して同時に給電し、前記一方
    の無線局では被制御アンテナから発射された電波を受信
    し、偏分波器を用いて、受信電波の楕円偏波からその長
    軸成分および短軸成分を測定することにより、被制御ア
    ンテナの指向方向誤差角度情報を検出し、該検出情報に
    基づき前記一方の無線局から被制御アンテナを有する前
    記他の無線局へ制御信号を送出し、被制御アンテナの指
    向方向を制御するアンテナ指向り向制御方式。
JP15894082A 1982-09-14 1982-09-14 アンテナ指向方向制御方式 Pending JPS5949028A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016533657A (ja) * 2013-09-26 2016-10-27 オービタル サイエンセズ コーポレーション 地上ベースの衛星アンテナ・ポインティング・システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016533657A (ja) * 2013-09-26 2016-10-27 オービタル サイエンセズ コーポレーション 地上ベースの衛星アンテナ・ポインティング・システム
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