(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転対称な主反射鏡と、前記主反射鏡に対向する副反射鏡と、前記主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、前記受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、前記２つの受信機の出力に基づいて前記電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、前記副反射鏡を支えるステイと、前記主反射鏡を支持するために該主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、
前記複数の較正用波源は、前記主反射鏡上の前記ステイ近傍もしくは裏面に前記バックストラクチャが配置されている場所に配設されている
ことを特徴とする反射鏡アンテナ受信位相較正装置。
【請求項２】
回転対称な主反射鏡と、前記主反射鏡に対向する副反射鏡と、前記主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、前記受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、前記２つの受信機の出力に基づいて前記電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、前記副反射鏡を支えるステイと、前記主反射鏡を支持するために該主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、
前記複数の較正用波源は、受信ホーン取付板上に配設されている
ことを特徴とする反射鏡アンテナ受信位相較正装置。
【請求項３】
回転対称な主反射鏡と、前記主反射鏡に対向する副反射鏡と、前記主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、前記受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、前記２つの受信機の出力に基づいて前記電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、前記副反射鏡を支えるステイと、前記主反射鏡を支持するために該主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、
前記複数の較正用波源は、前記バックストラクチャに固定され、前記主反射鏡の所定の位置には、該較正用波源から放出される電波を通過させる為の貫通孔が設けられている
ことを特徴とする反射鏡アンテナ受信位相較正装置。
【請求項４】
前記複数の較正用波源は、前記条件で、かつ前記主反射鏡中心を通り前記２つの受信ホーンと前記主反射鏡鏡軸を含む面に垂直な面内に配設されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反射鏡アンテナ受信位相較正装置。
【請求項５】
前記デジタル相互相関器は、前記較正用波源から放射された電波の位相信号に基づいて、前記副反射鏡の鏡軸に対して非対称な変位成分を一意に決定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の反射鏡アンテナ受信位相較正装置。
【請求項６】
前記２つの受信機の出力に基づき、前記電波の位相変動量をモニタする受信機位相モニタをさらに有する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の反射鏡アンテナ受信位相較正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電波望遠鏡における位相較正装置に関し、特に鏡面変位量を２つの受信ホーンでの位相差から推定する反射鏡アンテナ受信位相較正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の反射鏡アンテナ受信位相較正装置として、例えば、Ｎ．Ｋａｗａｇｕｃｈｉ，Ｔ．Ｓａｓａｏ，Ｓ．Ｍａｎａｂｅ，”Ｄｕａｌ  Ｂｅａｍ  ＶＬＢＩ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ａｓｔｒｏｍｅｔｒｙ  ｏｆ  ＶＥＲＡ  Ｐｒｏｊｅｃｔ”，ＳＰＩＥ，Ｍａｒｃｈ，２０００．に示されたものがある。
【０００３】
図８は上記の文献に示された従来の反射鏡アンテナ較正装置の概略構成図である。図８において、１は回転対称な主反射鏡、２は主反射鏡１に対向する副反射鏡、３は較正用波源、４ａ，４ｂは主反射鏡１の中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーン、５ａ，５ｂは受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機、６は２つの受信機５ａ，５ｂの出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器、１０は副反射鏡２を支えるステイ、１１は主反射鏡１を支持するバックストラクチャ、１３は受信機位相モニタである。バックストラクチャ１１は、大口径の主反射鏡１を支えるための骨組みであり、主反射鏡１の裏面において、中心から放射状に延びている。ステイ１０は一端をバックストラクチャ１１に固定され、他端で副反射鏡２を支持している。
【０００４】
また、図９は２ビームアンテナによる観測を説明する概念図である。図において、４ａは第１の受信ホーン、４ｂは第２の受信ホーン、５ａは第１の受信機、５ｂは第２の受信機、７ａは観測天体、７ｂは基準天体、８ａは観測天体からの電波、８ｂは基準天体からの電波、９は大気のゆらぎを示す。
【０００５】
次に動作について説明する。複数の電波望遠鏡が配置された電波干渉計を用いて天体の位置を高精度に観測するには、個々の電波望遠鏡アンテナにおいて、観測天体からの電波の位相を精度よく測定することが必要である。しかしながら、この測定においては、地球大気によるゆらぎ、鏡面系の変位、受信器変動による誤差が大きく、困難であった。また、自重による鏡面系の変位は仰角によって異なるため、観測天体からの電波の鏡面系の変位による位相誤差は電波望遠鏡の仰角に依存する。
【０００６】
この問題を解決するために、図９に示すように、観測天体と同時に基準となる天体を、２ビームを有する電波望遠鏡を用いて同時に観測する手法が提案されている。観測天体からの電波８ａと観測天体の近軸に位置する基準天体からの電波８ｂを同一の鏡面系を介してそれぞれ第１の受信機５ａ、第２の受信機５ｂで同時に受信する。この際、観測天体からの電波８ａと基準天体からの電波８ｂは、ほぼ同一の大気ゆらぎ９をもつ領域を通過したと考えることができる。よって観測天体７ａからの受信位相に対して、基準天体７ｂの位相を用いて補正することにより、大気のゆらぎ９による誤差を補正することができる。なお、このような２ビーム観測では個々の天体の位相を観測する必要はなく、通常は２つの天体の位相差を観測することが多い。
【０００７】
一方、鏡面系の変位、受信器での変動による誤差については、図１０に示すような較正用波源３を配置する手法が提案されている。図１０に示すように、主反射鏡１上に配置された  複数の較正用波源３から電波を放射し、その電波を受信ホーン４で受信する。受信された信号の位相は、主反射鏡１、副反射鏡２の変位による位相変化および受信機５の位相変化を含んだものであり、この位相変化量を観測天体の受信位相に対して補正することで、鏡面系の変位、受信機変動による誤差を取り除くことができる。また、この方法は、電波望遠鏡の仰角に応じて鏡面系の変位による誤差を検出できるという効果を有する。
【０００８】
なお、鏡面系の変位については、較正用波源位置を反射点とする天体からの信号の経路についてのみ完全な較正ができる。しかし、実際の天体からの位相は、主反射鏡１および副反射鏡２の全ての点で反射した電波を積分した結果得られるものであり、完全な較正を行なうには、主反射鏡１上に多数の項正用波源３を配置する必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成ざれる反射鏡アンテナ較正装置は、天体からの位相は、主反射鏡１および副反射鏡２の全ての点で反射した電波を積分した結果得られるものであり、完全な較正を行なうには、主反射鏡１上に多数の項正用波源３を配置する必要があるという問題があった。
【００１０】
また、２ビーム観測のように、２つの受信ホーンの位相差のみが観測されるような場合に、具体的な補正量を求めることが示されていないという問題があった。
【００１１】
この発明は上述のような問題点を解決するためになされたもので、少数の較正用波源を用いて誤差に最も寄与する鏡面変位量を２つの受信ホーンでの位相差から推定する反射鏡アンテナ受信位相較正装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡と、主反射鏡に対向する副反射鏡と、主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、２つの受信機の出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、副反射鏡を支えるステイと、主反射鏡を支持するために主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源は、主反射鏡上のステイ近傍もしくは裏面にバックストラクチャが配置されている場所に配設されている。
【００１３】
また、この発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡と、主反射鏡に対向する副反射鏡と、主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、２つの受信機の出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、副反射鏡を支えるステイと、主反射鏡を支持するために主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源は、受信ホーン取付板上に配設されている。
【００１４】
また、この発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡と、主反射鏡に対向する副反射鏡と、主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、２つの受信機の出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、副反射鏡を支えるステイと、主反射鏡を支持するために主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源は、バックストラクチャに固定され、主反射鏡の所定の位置には、較正用波源から放出される電波を通過させる為の貫通孔が設けられている。
【００１５】
また、複数の較正用波源は、条件で、かつ主反射鏡中心を通り２つの受信ホーンと主反射鏡鏡軸を含む面に垂直な面内に配設されている。
【００１６】
また、デジタル相互相関器は、較正用波源から放射された電波の位相信号に基づいて、副反射鏡の鏡軸に対して非対称な変位成分を一意に決定する。
【００１７】
また、２つの受信機の出力に基づき、電波の位相変動量をモニタする受信機位相モニタをさらに有する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の概略構成図である。図１において、１は回転対称な主反射鏡、２は主反射鏡１に対向する副反射鏡、３は較正用波源、４ａ，４ｂは主反射鏡１の中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーン、５ａ，５ｂは受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機、６は２つの受信機５ａ，５ｂの出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器、１０は副反射鏡２を支えるステイ、１１は主反射鏡１を支持するバックストラクチャである。バックストラクチャ１１は、大口径の主反射鏡１を支えるための骨組みであり、主反射鏡１の裏面において、中心から放射状に延びている。ステイ１０は一端をバックストラクチャ１１に固定され、他端で副反射鏡２を支持している。また、図中の座標系Ｏ−ＸＹＺは、副反射鏡２の焦点を原点とし、回転対称な主反射鏡１ａの回転軸をＺ軸とする座標系を示す。
【００１９】
図２はこの発明の実施の形態１を説明するための主反射鏡のＺ方向変位時の天体からの位相の変化の概略図である。図２において、１ｂはＺ方向に変位した主反射鏡、８ａ’は主反射鏡変位前の観測天体からの電波、８ａ’’は主反射鏡変位後の観測天体からの電波、８ｂ’は主反射鏡変位前の基準天体からの電波、８ｂ’’は主反射鏡変位後の基準天体からの電波を示す。
【００２０】
図３はこの発明の実施の形態１を説明するための主反射鏡がたわみを持つ場合の天体からの位相の変化の概略図である。図３において、１ｃはたわんだ主反射鏡を示す。図４はこの発明の実施の形態１を説明するための副反射鏡が変位した場合の天体からの位相の変化の概略図である。
【００２１】
図１、図２及び図３において、第１の受信ホーン４ａ及び第２の受信ホーン４ｂは、図１に示す座標系において、ＸＺ面内に位置し、Ｚ軸に対して対称な位置に配置されている。また、較正用波源３は、主反射鏡１上のステイ１０の近傍、あるいは、ステイ１０とバックストラクチャ１１の固定点の、仰角によって変位しない位置に複数配置されている。
【００２２】
次に動作について説明する。図１に示す反射鏡アンテナ較正装置において、図１に示すように、主反射鏡１上に配置された  複数の較正用波源３から電波を放射し、その電波を第１の受信ホーン４ａおよび第２の受信ホーン４ｂで受信する。受信された信号に基づいて、デジタル相互相関器６により、第１の受信ホーン４ａおよび第２の受信ホーン４ｂの信号の位相差を検出する。
【００２３】
この検出された位相差は、デジタル相互相関器６により、それに相当する光路長の差として出力される。このときの光路長差をΔＬｏｉとすると、この光路長差は回転対称な主反射鏡１ａの変位、副反射鏡２の変位および第１の受信機５ａ、第２の受信機５ｂの位相変動量による影響を含む量である。しかしながら、較正用波源３は仰角によって変位しない主反射鏡上に配置されているため、回転対称な主反射鏡１ａの変位の影響は小さい。よってΔＬｏｉに含まれる変動量の要因は、副反射鏡２の変位および第１の受信機５ａ、第２の受信機５ｂの位相変動量によるものである。よって副反射鏡２の変位量をδｓ、第１の受信機７ａ、第２の受信機７ｂの位相変動量をδｒｅｃとすると、
【００２４】
【数１】
0003619160.tif 000002
【００２５】
と表される。さらに、第１の受信機５ａ、第２の受信機５ｂのそれぞれの位相変動量が等しいものとすると、δｒｅｃは０と考えてよい。よって、複数の較正用波源からの電波により観測されたΔＬｏｉより、関数Ｆを決定することにより副反射鏡変位量を求めることができる。副反射鏡変位量を知ることができれば、例えば幾何光学法により副反射鏡変位時の観測天体からの電波の位相に及ぼす影響を計算することができるため、補正量を決定できる。
【００２６】
本構成における較正用波源の位置は、主反射鏡の変位による影響を受けない。しかし、観測天体からの電波の位相については、主反射鏡の変位によって誤差を生じる。一方、主反射鏡の変位は、図２及び図３に示すように、仰角に応じて主反射鏡のｚ方向の変位とたわみが大きくなる傾向にある。この場合、主反射鏡変位前の観測天体からの電波８ａ’と主反射鏡変位後の観測天体からの電波８ａ’’の位相すなわち光路長の差と、主反射鏡変位前の基準天体からの電波８ｂ’と主反射鏡変位後の基準天体からの電波８ｂ’’の光路長の差は対称性を考慮するとほぼ等しいと考えることができる。よって、実際の観測量である観測天体からの電波８ａと基準天体からの電波８ｂの位相差には上記の変形は影響を及ぼさないことがわかる。
【００２７】
一方、副反射鏡の変位は図４に示すように、重力の影響を考えると、ｘ軸方向の変位が支配的であることがわかる。図４において、観測天体からの電波８ａは副反射鏡が変位する前にはＭＡ→ＳＡを通り第１の受信ホーン４ａに達するが、副反射鏡変位後にはＭＡ→Ｓ’Ａとなり、変位によって光路長は増加する。一方基準天体からの電波８ｂは副反射鏡変位によって光路はＭＢ→ＳＢからＭＢ→Ｓ’Ｂと変化し、逆に光路長は短くなる。よって両者の位相差は副反射鏡変位によって大きな誤差を有することがわかる。
【００２８】
このように、本実施の形態の発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡１と、主反射鏡１に対向する副反射鏡２と、主反射鏡１中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーン４ａ，４ｂと、受信ホーン４ａ，４ｂを介して電波を受信する２つの受信機５ａ，５ｂと、２つの受信機５ａ，５ｂの出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器６と、副反射鏡２を支えるステイ１０と、主反射鏡１を支持するために主反射鏡１の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャ１１と、複数の較正用波源３とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源３は、主反射鏡１上のステイ１０近傍もしくは裏面にバックストラクチャ１１が配置されている場所に配設されている。そのため、主反射鏡１上の変位の影響を受けない位置に較正用波源３を設置することにより、支配的な誤差である副反射鏡２の変位量を推定し、天体観測時の補正値を求めることができるという効果を有する。
【００２９】
実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の概略構成図である。図５において、実施の形態１の図１と同じ番号を付したものは図１と同じはたらきをする。また図５において、座標系Ｏ−ＸＹＺは図１の座標系と同様のものである。
【００３０】
図５において、第１の受信ホーン４ａ及び第２の受信ホーン４ｂは、図５に示す座標系において、ＸＺ面内に位置し、Ｚ軸に対して対称な位置に配置されている。また、２つの較正用波源３は主反射鏡上のステイ１０の近傍、もしくはバックストラクチャ１１の交点の、仰角によって変位しない位置で、かつＹＺ面内のＮ１、Ｎ２に配置されている。さらに、実施の形態１と同様に、第１の受信機５ａ、第２の受信機５ｂのそれぞれの位相変動量が等しいものとして、δｒｅｃは０と考えている。
【００３１】
図５に示すように、較正用波源３がＹＺ面内に配置されている場合、例えばＮ１の位置に配置されている較正用波源３を考えると、第１の受信ホーン、第２の受信ホーンに至る途中での副反射鏡２との交点Ｓ１Ａ，Ｓ１Ｂは、対称性よりＸ座標の符号が異なるのみで同じ値をとる。このような対称性を用いることにより、実施の形態１で述べたような、副反射鏡２のＺ軸に対して非対称な変位であるＸ軸方向の変位ΔＸＳ、および副反射鏡２の中心を通りＹ軸に平行な軸まわりの副反射鏡２の回転量ΔθＹＳについて以下の式が成り立つ。
【００３２】
【数２】
0003619160.tif 000003
【００３３】
上式においてｉは１，２の値をとり、Ｎ１，Ｎ２の位置に配置された較正用波源３を示している。また、Ａｉ，Ｂｉ，Ｃｉは、以下の式で表される。
【００３４】
【数３】
0003619160.tif 000004
【００３５】
上式において、（ｘｉ，ｙｉ，ｚｉ）は、較正用波源３より第１の受信ホーンに至るまでの変位前の副反射鏡２との交点ＳｉＡの座標を示し、（ｎｘｉ，ｎｙｉ，ｎｚｉ）はそれらの点上での副反射鏡２の単位法線ベクトルを示す。また、ｇｉは較正用波源３より放射した電波を第１の受信ホーン、Ｂで受信した場合の光路長差ΔＬｏｉより求められる量であり、較正用波源３より副反射鏡２上での交点ＳｉＡに向かう光線の単位方向ベクトルをｅ１，ｉＡ、反射後の単位方向ベクトルをｅ２，ｉＡ、さらに副反射鏡が変位しない場合の光路長差ΔＬｆｉとすると
【００３６】
【数４】
0003619160.tif 000005
【００３７】
で表される量である。副反射鏡が変位しない場合の光路長差ΔＬｆｉは計算値を用いて求めることができる。また、鏡面系を天頂方向に向けたときのΔＬｏｉは、上記の副反射鏡のＸ軸方向の変位ΔＸＳ、および副反射鏡２の中心を通りＹ軸に平行な軸まわりの副反射鏡２の回転量ΔθＹＳといったＺ軸に対して非対称な成分を含まない値であり、その値をもってΔＬｆｉとすることもできる。
【００３８】
上式を連立させて解くことにより、副反射鏡２のＸ軸方向の変位ΔＸＳ、および副反射鏡２の中心を通りＹ軸に平行な軸まわりの副反射鏡２の回転量ΔθＹＳを一意に決定することができる。副反射鏡変位量を知ることができれば、例えば幾何光学法により副反射鏡変位時の観測天体からの電波の位相に及ぼす影響を計算することができるため、補正量を決定できる。
【００３９】
このように、本実施の形態の発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置においては、複数の較正用波源３は、主反射鏡中心を通り２つの受信ホーンと主反射鏡鏡軸を含む面に垂直な面内に配設されている。そのため、主反射鏡１上の変位の影響を受けない位置に較正用波源３を設置することにより、支配的な誤差である副反射鏡２の変位量を推定し、天体観測時の補正値を求めることができるという効果を有する。
【００４０】
また、デジタル相互相関器６は、較正用波源３から放射された電波の位相信号に基づいて、副反射鏡２の鏡軸に対して非対称な変位成分を一意に決定する。そのため、２つの較正用波源３を設置するのみで支配的な誤差である副反射鏡の変位量である副反射鏡２のＸ軸方向の変位、および副反射鏡２の中心を通りＹ軸に平行な軸まわりの副反射鏡２の回転量を一意に決定することができるという効果を有する。
【００４１】
実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の要部の斜視図である。図６において、実施の形態１の図１と同じ番号を付したものは図１と同じはたらきをする。図６において、１２は受信機取付板である。
【００４２】
上述の実施の形態１及び２においては、較正用波源３を主反射鏡１上に配置しているが、本実施の形態においては、この較正用波源３を受信ホーン４ａ，４ｂが設置されている受信ホーン取付板上１２に設置している。
【００４３】
このように、本実施の形態の発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡１と、主反射鏡１に対向する副反射鏡２と、主反射鏡１中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーン４ａ，４ｂと、受信ホーン４ａ，４ｂを介して電波を受信する２つの受信機５ａ，５ｂと、２つの受信機５ａ，５ｂの出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器６と、副反射鏡２を支えるステイ１０と、主反射鏡１を支持するために主反射鏡１の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャ１１と、複数の較正用波源３とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源は、受信ホーン取付板上１２に配設されている。そのため、主反射鏡１の仰角による変形の影響を受けることがない。また、特に実施の形態２において、第１の受信ホーン４ａ及び第２の受信ホーン４ｂと較正用波源３の位置関係を限定しているが、本実施の形態においては、同一の板の上に設置しているために、仰角の変化によって重力により第１の受信ホーン４ａ及び第２の受信ホーン４ｂや較正用波源３が変位しても独立に変位することなく、第１の受信ホーン４ａ及び第２の受信ホーン４ｂと較正用波源３の位置関係は保たれたまま変位するという効果を有する。
【００４４】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の要部の断面図である。図７において、実施の形態１の図１と同じ番号を付したものは図１と同じはたらきをする。
【００４５】
上述の実施の形態１及び２においては、較正用波源３を直接バックストラクチャ１１に取付け、主反射鏡１に穴（貫通孔）を空けることにより電波を放射できるような構成としている。
【００４６】
このように、本実施の形態の発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡１と、主反射鏡１に対向する副反射鏡２と、主反射鏡１中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーン４ａ，４ｂと、受信ホーン４ａ，４ｂを介して電波を受信する２つの受信機５ａ，５ｂと、２つの受信機５ａ，５ｂの出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器６と、副反射鏡２を支えるステイ１０と、主反射鏡１を支持するために主反射鏡１の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャ１１と、複数の較正用波源３とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源は、バックストラクチャ１１に固定され、主反射鏡１の所定の位置には、較正用波源３から放出される電波を通過させる為の貫通孔が設けられている。そのため、主反射鏡１の仰角による変形の影響を受けることがより小さくなり、推定において誤差要因となる較正用波源３の変位を抑えることができるという効果を有する。
【００４７】
実施の形態５．
図８はこの発明の実施の形態５の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の概略構成図である。図８において、実施の形態１の図１と同じ番号を付したものは図１と同じはたらきをする。また図８において、１３は受信機位相モニタである。
【００４８】
上述の実施の形態１乃至４においては、受信機５ａ，５ｂによる位相変動量はともに等しいとして、観測量には影響を及ぼさないとしている。しかしながら、実際には同一の特性を示すことは難しい。よって受信機５ａ，５ｂによる位相変動量を、受信機位相モニタ１３でモニタすることにより、受信機５ａ，５ｂによる位相変動量を補正値として用いる。
【００４９】
このように、本実施の形態の発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、２つの受信機５ａ，５ｂの出力に基づき、電波の位相変動量をモニタする受信機位相モニタ１３を有する。そのため、受信機５ａ，５ｂの位相変動も切り分けて補正として用いることができるという効果を有する。
【００５０】
【発明の効果】
この発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡と、主反射鏡に対向する副反射鏡と、主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、２つの受信機の出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、副反射鏡を支えるステイと、主反射鏡を支持するために主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源は、主反射鏡上のステイ近傍もしくは裏面にバックストラクチャが配置されている場所に配設されている。そのため、主反射鏡上の変位の影響を受けない位置に較正用波源を設置することにより、支配的な誤差である副反射鏡の変位量を推定し、天体観測時の補正値を求めることができるという効果を有する。
【００５１】
また、この発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡と、主反射鏡に対向する副反射鏡と、主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、２つの受信機の出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、副反射鏡を支えるステイと、主反射鏡を支持するために主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源は、受信ホーン取付板上に配設されている。そのため、主反射鏡の仰角による変形の影響を受けることがない。
【００５２】
また、この発明に係る反射鏡アンテナ受信位相較正装置は、回転対称な主反射鏡と、主反射鏡に対向する副反射鏡と、主反射鏡中心を通る主反射鏡鏡軸に対して軸対称に配置された２つの受信ホーンと、受信ホーンを介して電波を受信する２つの受信機と、２つの受信機の出力に基づいて電波の位相差を検出するデジタル相互相関器と、副反射鏡を支えるステイと、主反射鏡を支持するために主反射鏡の裏面の所定の部分のみに設けられたバックストラクチャと、複数の較正用波源とを有する反射鏡アンテナ受信位相較正装置において、複数の較正用波源は、バックストラクチャに固定され、主反射鏡の所定の位置には、較正用波源から放出される電波を通過させる為の貫通孔が設けられている。そのため、主反射鏡の仰角による変形の影響を受けることがより小さくなり、推定において誤差要因となる較正用波源３の変位を抑えることができるという効果を有する。
【００５３】
また、複数の較正用波源は、条件で、かつ主反射鏡中心を通り２つの受信ホーンと主反射鏡鏡軸を含む面に垂直な面内に配設されている。そのため、主反射鏡上の変位の影響を受けない位置に較正用波源を設置することにより、支配的な誤差である副反射鏡の変位量を推定し、天体観測時の補正値を求めることができるという効果を有する。
【００５４】
また、デジタル相互相関器は、較正用波源から放射された電波の位相信号に基づいて、副反射鏡の鏡軸に対して非対称な変位成分を一意に決定する。そのため、支配的な誤差である副反射鏡の変位量である副反射鏡のＸ軸方向の変位、および副反射鏡の中心を通りＹ軸に平行な軸まわりの副反射鏡２の回転量を一意に決定することができるという効果を有する。
【００５５】
また、２つの受信機の出力に基づき、電波の位相変動量をモニタする受信機位相モニタをさらに有する。そのため、受信機の位相変動も切り分けて補正として用いることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１を説明するための主反射鏡のＺ方向変位時の天体からの位相の変化の概略図である。
【図３】この発明の実施の形態１を説明するための主反射鏡がたわみを持つ場合の天体からの位相の変化の概略図である。
【図４】この発明の実施の形態１を説明するための副反射鏡が変位した場合の天体からの位相の変化の概略図である。
【図５】この発明の実施の形態２の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の概略構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の要部の斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態４の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の要部の断面図である。
【図８】この発明の実施の形態５の反射鏡アンテナ受信位相較正装置の概略構成図である。
【図９】従来の２ビームアンテナによる観測を説明する概念図である。
【図１０】従来の較正用波源を配置する手法を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  主反射鏡、１ａ  回転対称な主反射鏡、１ｂ  Ｚ方向に変位した主反射鏡、１ｃ  たわんだ主反射鏡、２  副反射鏡、２ａ  変位した副反射鏡、３  較正用波源、４  受信ホーン、４ａ  第１の受信ホーン、４ｂ  第２の受信ホーン、５  受信機、５ａ  第１の受信機、５ｂ  第２の受信機、６  デジタル相互相関器、７ａ  観測天体、７ｂ  基準天体、８ａ  観測天体からの電波、８ａ’  主反射鏡変位前の観測天体からの電波、８ａ’’  主反射鏡変位後の観測天体からの電波、８ｂ  基準天体からの電波、８ｂ’  主反射鏡変位前の基準天体からの電波、８ｂ’’  主反射鏡変位後の基準天体からの電波、９  大気のゆらぎ、１０  ステイ、１１  バックストラクチャ、１２  受信ホーン取付板、１３  受信機位相モニタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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