JPS63298183A - ビ−ムスキャン追尾装置 - Google Patents

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】 技術分野 本発明はビームス１１′７ン追屈装置に関し、特に移動
体に搭載するアンｊす装置を電波到来方向に追尾させる
ためのビームス−４−、ｔン追尾装置に関するものであ
る。

従来技術 移動体にアンテナ装置を搭載して電波到来り向にこのア
ンテナを追尾制御する追尾ブラ式の代表的なものとして
、ステップ１〜ラック１ノ式と］ニカルスキャン方式と
がある。前者のステップ１〜ラック方式は、アンテナを
僅かにステップ的に動かしてそのステップ駆動の前後の
受信レベルを互いに比較判断し、受信レベルがより高い
方向へ再びアンテナをステップ駆動しつつ追尾制御を行
う方式である。

後者のコニカルスキャン方式は、アンテナビームを円錐
状に回転させてその中心から電波到来方向がずれている
ときに得られる受信信号の振幅変調成分からアンテナビ
ームのずれを見出し、この゛ずれを示す角度誤差パ市圧
がなくなる様にアンテナを駆動制御する方式である。

これ等各追尾方式の詳細については、例えばコロナ社発
行の１衛星通信」　（用橋狂著）のＰ、　２０２〜２１
０に開示されている。

上記ステップトラック追尾方式では、受信レベルを適当
な積分時間をとった後判断するものであるから、追尾応
答が近く、また積分中の移動体自身の変位を補正するた
めの装置が別に必要となるという欠点がある。

また、］ニカルスキレン方式では、ビームを円鍾状に回
転させるために、通常のアンテナ機構の他に更にビーム
回転用の機械的な駆動機構が必要どなるという欠点があ
る。

発明の目的 そこで、本発明はこの様な従来のものの欠点を解決すべ
くなされたものであって、その目的とするところは、複
雑な駆動機構を必要とすることなく、迅速な追尾が可能
なビームスキャン型のアンチノー追尾語間を提供するこ
とにある。

発明の構成 本発明によれば、複数のアンテナニレメン１〜からなり
、これ等アンテナエレメントの合成指向特性が一軸方向
に鋭い指向性を有しかつこれに直交する軸方向に対して
はブ１］−ドな指向性を有するファンビームを形成する
よう構成されたアンテナ装置のビームスキャン追尾装置
であって、前記アンテナ装置の給電部において前記アン
テナエレメントに夫々対応して設けられた移相回路と、
これ等移相回路の各移相特性を所定周期で同時に切替制
御する制御手段と、この切替周期に同期してアンテナ受
信信号レベルを検波する検波手段と、この検波出力レベ
ルに応じて前記受信信号の到来電波方向を判別する判別
手段と、この判別手段により判別された方向へ前記アン
テナ装置を駆動する駆動手段とを含むことを特徴とする
ビームスキャン追尾装置が得られる。

１凰１ 以下に図面を参照しつつ本発明の実施例につき詳細に説
明する。

第１図は本発明の実施例のブ【」ツク図である。

図にａ３いで、）７ンデナ１は複数のアンテナニレメン
１〜１８，１ｂ（第２図参照）からなり、このアンアブ
１の指向性ｆ１はこれ′８アンテナエレメント１ａ、１
ｂの全合成指向特性であり、第２図の実線△ま１＝は点
線Ｂで示ず如くファンビームを形成づる如き特性である
ものとする。すなわち、アンテナのＡＺ軸（第２図では
軸Ｃ）方向には鋭い指向性を有し、これと直交する「Ｌ
軸方向にはブロードな指向ｆ１を有するものとする。

このアンテナ１に到来した電波は給電部２を介して低雑
音増幅機３へ入力され、しかる後に受信機１へ供給され
る。この受信信号はアンテナ制御装置５へ送られる。

このアンテナ制御装侃５内へ送られた受信信号は局部発
振器６によりミキサ９にて同期検波され、この検波出力
は信号処理部８へ供給される。ビーム走査制御回路７は
アンアナ給電部２内に設（プられている後述する移相回
路の移相特性の切替制御を周期的にスイッチング的に行
う機能を右する。

このスイッチング周期は局部発振器６の発振周期に同期
して行われるにうになっている。このスイッチング周期
に同期して得られたミキサ９による検波信号は、信号処
理部８にて信号処理され、電波源の方向が判別されるこ
とになる。この判別された電波源方向へアンテナ１を回
転させるべき駆動回路１０を介してモータ１１が駆動さ
れるＪ：うにな・）ている。

ここで、一般にアンテナ追尾を行うには、例えばＡＺ軸
とＥＬ軸との２軸の制御を行う必要あるが、本発明にお
いては、アンテナビームとしてＥｌ−軸方向にはブロー
ドでかつＡＺ軸には鋭い指向性を有するいわゆるファン
ビームを形成するアンテナを対象としている。そこで、
この場合はＥ　ｌ−軸のトラッキング制御は不要であり
、ＡＺ軸のみのトラッキングを行えば良いことになる。

第２図にかかる場合にお（プるＡ７軸方向のトラッキン
グの方法を説明づ−るためのＡＺ面でのアンテナパター
ンの変化を示し、第３図に第２図のアンテナパターンの
変化を得るための給電部２の移相回路の例を示している
。

アンテナ１を構成するアンテナエレメント１ａ及び１ｂ
の各々に対応して夫々に移相回路が設けられており、ア
ンテナニレメン］〜１８に対しては、インピーダンス回
路７１〜Ｚ３が移相回路を構成し、アンチノー二Ｆレメ
ント１ｂに対しては、インピーダンス回路７４〜Ｚ６及
び移相器１２が移相回路を構成している。そして、イン
ピーダンスＺ２゜７３．７５．Ｚ６の各々の一端とアー
ス端との間にＰＩＮダイオードＤＩ　、Ｄ２　、Ｄ３　
、Ｄ４が夫々接続されている。ＰＩＮダイオードＤＩ　
、　Ｄ２に対してはバイアス１００が１１．ＣＩによる
ローパスフィルタを介して供給され、またＰＩＮダイオ
ードＤ３　、Ｄ４に対してはバイアス１００がＬｌ。

Ｃ１及び＋２．Ｃ２による［１−パスフィルタを介して
供給されている。尚、Ｃ３，Ｃ４はカップリングコンデ
ンサを示している。

ここで、バイアス１００を供給１れば、すべてのＰＩＮ
ダイオードＤ１〜Ｄ４はオン状態となり、またバイアス
１００を断と１゛れば、すべとのＰＩＮダイオードＤ１
〜Ｄ４はオフどなる。バイアス１００のオン時におりる
アンテナニレメンｈ１ａ、１ｂの各給電路のアンテナエ
レメント側をみたインピーダンスと、オフ時におけるそ
れとは夫々異なり、Ｊ：ってバイアス１００のオン、オ
フ時の給電路の移相特性がそれに応じて変化することに
なる。

そのために、バイアス１００のオン時の両アンテナエレ
メントｌａ、Ｉｂの合成ビームパターン特性と、オフ時
の合成ビームパターン特性とは互いに相異し、よって第
２図のパターンＡとパターンＢとすることができる。

すなわち、バイアス１００のオンオフをスイッチング的
に制御することにより、アンテナ１の最大放射方向をパ
ターンＡ及びＢの如く変化させることができ、アンテナ
ビームのスキャンが可能となるのである。そこで、第１
図に示した如く、ビーム走査制御回路７により、一定周
期（局部発振器６の発振周期）で給電部２の移相回路の
各移相特性をスイッチング的に切替制御すれば、第２図
のＡとＢどの各ビームパターンが当該切替周期に同一　
８　＝ 期して得られることになる。

こうして得られる受信信号を当該切替周期に同期してミ
キサ９にて検波することにより、パターンＡ及びＢの夫
々に対応した２つの受信レベル信号を１ｑることができ
る。信号処即部８においては、この２つの受信レベル信
号に基づいて高いレベルが得られたビーム方向にアンテ
ナ軸を機械的に回転駆動する。このとき、１ステツプで
の機械的回転角度を第２図にしたパターンＡと８との最
大放射方向のなす角α以下に設定しておく。この設定角
度の回転後、再びビームスキャン処理を行って受信レベ
ルの大小判定を行う。かかる動作を２つの受信レベルが
等しくなるまで行えば、このとき、第２図の方向Ｃと追
尾対象の電波源方向とが一致することになり、アンテナ
追尾が完了するのである。

尚、パターン△の最大放射方向とパターンＢの最大放射
方向とのなす角αは、アンテナビーム半値角の略１／１
０としておりば良好な結果が得られる。上記実施例では
、アンテナニレメン］〜とじて２個を用いた場合につき
説明したが、３個以上の場合でも良く、この場合も各ア
ンテナエレメントに夫々対応して移相回路を夫々設り、
これ等各移相回路がすべて同期して移相特性の切替制御
を行うように構成すれば良いものである。

１匹立処浬 叙上の如く、本発明によれば、電気的にアンテナビーム
を走査してそのときの受信レベルにより電波方向を判断
するようにしているので、その判断が極めて迅速どなる
と共に、アンテナをスキャンさせるための機構部が不要
となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は第１図
のブロックの動作を説明覆るだめのビームパターンの例
を示す図、第３図はアンテナ給電部の移相回路を示寸図
である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・アンテナ １ａ、１ｂ・・・・・・アンテナニレメン１〜２・・・
・・・給電部 ７・・・・・・ビーム走査制御回路 ８・・・・・・信号処理部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のアンテナエレメントからなり、これ等アンテナエ
   レメントの合成指向特性が一軸方向に鋭い指向性を有し
   かつこれに直交する軸方向に対してはブロードな指向性
   を有するファンビームを形成するよう構成されたアンテ
   ナ装置のビームスキャン追尾装置であって、前記アンテ
   ナ装置の給電部において前記アンテナエレメントに夫々
   対応して設けられた移相回路と、これ等移相回路の各移
   相特性を所定周期で同時に切替制御する制御手段と、こ
   の切替周期に同期してアンテナ受信信号レベルを検波す
   る検波手段と、この検波出力レベルに応じて前記受信信
   号の到来電波方向を判別する判別手段と、この判別手段
   により判別された方向へ前記アンテナ装置を駆動する駆
   動手段とを含むことを特徴とするビームスキャン追尾装
   置。