(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象の被試験パラボラアンテナの性能評価値を得るパラボラアンテナの性能評価システムにおいて、
上記被試験パラボラアンテナとは別個の、上記被試験パラボラアンテナとほぼ同じ向きを指向する基準パラボラアンテナと、
上記被試験パラボラアンテナの受信信号をデジタル信号に変換する第１のアナログ／デジタル変換器と、
上記基準パラボラアンテナの受信信号をデジタル信号に変換する第２のアナログ／デジタル変換器と、
上記第１及び第２のアナログ／デジタル変換器に、共通のサンプリングクロックを供給するサンプリングクロック発生器と、
上記第１のアナログ／デジタル変換器からの出力デジタル信号と、上記第２のアナログ／デジタル変換器からの出力デジタル信号とに対し、相互相関処理して、上記被試験パラボラアンテナの性能評価値を得るデータ処理手段と
を有することを特徴とするパラボラアンテナの性能評価システム。
【請求項２】
上記データ処理手段は、相互相関値そのものを、上記被試験パラボラアンテナの性能評価値として得るものであることを特徴とする請求項１に記載のパラボラアンテナの性能評価システム。
【請求項３】
上記データ処理手段は、相互相関値の時間積分値を、上記被試験パラボラアンテナの性能評価値として得るものであることを特徴とする請求項１に記載のパラボラアンテナの性能評価システム。
【請求項４】
上記データ処理手段は、相互相関値の時系列に対して周波数分析を行って得た位相変動の情報を、上記被試験パラボラアンテナの性能評価値として得るものであることを特徴とする請求項１に記載のパラボラアンテナの性能評価システム。
【請求項５】
試験対象の被試験パラボラアンテナの性能評価値を得るパラボラアンテナの性能評価方法において、
上記被試験パラボラアンテナの受信信号をサンプリングクロックに基づいてデジタル信号に変換する第１のアナログ／デジタル変換処理と、
上記被試験パラボラアンテナとは別個の、上記被試験パラボラアンテナとほぼ同じ向きを指向する基準パラボラアンテナの受信信号を、上記サンプリングクロックに基づいてデジタル信号に変換する第２のアナログ／デジタル変換処理と、
上記被試験パラボラアンテナの受信信号が変換されたデジタル信号と、上記基準パラボラアンテナの受信信号が変換されたデジタル信号とに対し、相互相関処理して、上記被試験パラボラアンテナの性能評価値を得る性能評価値形成処理と
を有することを特徴とするパラボラアンテナの性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパラボラアンテナの性能評価システム及び性能評価方法に関するものであり、特に、向きを変更可能なパラボラアンテナの性能評価に適用し得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信用パラボラアンテナや電波観測用パラボラアンテナなどは、その建設時などに、周波数方向に連続している白色雑音を発生している、宇宙にある電波天体（太陽、月、カシオペアＡ、タウルスＡ、シグナスＡ）からの電波を捕捉して、その向きの可変機構などの性能を評価する。
【０００３】
例えば、パラボラアンテナの向きを、概ね太陽の方向に向けてから、方位に向きを振らせて受信電力が最も高くなる位置を求め、その高くなる方位に向きを固定させた後、仰角に向きを振らせて受信電力が最も高くなる位置を求め、このような動作を繰り返して、向きの可変機構のホームポジションでの位置を調整、決定する。その後、カシオペアＡからの電波やタウルスＡからの電波を捕捉して、パラボラアンテナのホームポジションでの位置の精度を確認する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周知のように、パラボラアンテナは、開口面の面積によって受信能力が異なっている。
【０００５】
例えば、開口面の直径が２ｍ〜５ｍのパラボラアンテナでは、カシオペアＡ、タウルスＡの電波を捕捉し難く、また、開口面の直径が２ｍ以下のパラボラアンテナでは、カシオペアＡ、タウルスＡの電波を捕捉できず、電波天体からの電波に基づいた向きの調整方法を適用し難い。そのため、静止衛星のような近距離の人工天体が出す電波に基づいた向きの調整などを行っていた。
【０００６】
しかしながら、人工天体が出す電波の周波数はほぼ一定であり、対象とするパラボラアンテナが意図した周波数の電波を放射していない場合もある。すなわち、この場合には、白色雑音電波を放射している電波天体が好ましいが、上述のように、開口面面積が小さな対象とするパラボラアンテナでは捕捉し得ないことも生じている。
【０００７】
そのため、開口面面積が小さなパラボラアンテナの性能をより正しく評価できるパラボラアンテナの性能評価システム及び性能評価方法が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、試験対象の被試験パラボラアンテナの性能評価値を得るパラボラアンテナの性能評価システムにおいて、（１）上記被試験パラボラアンテナとは別個の、上記被試験パラボラアンテナとほぼ同じ向きを指向する基準パラボラアンテナと、（２）上記被試験パラボラアンテナの受信信号をデジタル信号に変換する第１のアナログ／デジタル変換器と、（３）上記基準パラボラアンテナの受信信号をデジタル信号に変換する第２のアナログ／デジタル変換器と、（４）上記第１及び第２のアナログ／デジタル変換器に、共通のサンプリングクロックを供給するサンプリングクロック発生器と、（５）上記第１のアナログ／デジタル変換器からの出力デジタル信号と、上記第２のアナログ／デジタル変換器からの出力デジタル信号とに対し、相互相関処理して、上記被試験パラボラアンテナの性能評価値を得るデータ処理手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明は、試験対象の被試験パラボラアンテナの性能評価値を得るパラボラアンテナの性能評価方法において、（１）上記被試験パラボラアンテナの受信信号をサンプリングクロックに基づいてデジタル信号に変換する第１のアナログ／デジタル変換処理と、（２）上記被試験パラボラアンテナとは別個の、上記被試験パラボラアンテナとほぼ同じ向きを指向する基準パラボラアンテナの受信信号を、上記サンプリングクロックに基づいてデジタル信号に変換する第２のアナログ／デジタル変換処理と、（３）上記被試験パラボラアンテナの受信信号が変換されたデジタル信号と、上記基準パラボラアンテナの受信信号が変換されたデジタル信号とに対し、相互相関処理して、上記被試験パラボラアンテナの性能評価値を得る性能評価値形成処理とを有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
以下、本発明によるパラボラアンテナの性能評価システム及び性能評価方法の第１の実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【００１１】
図１は、実施形態のパラボラアンテナの性能評価システムの全体構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１において、この実施形態の性能測定システム１は、サンプリングクロック発生器２、２個のＡＤコンバータ３及び４、２個のインタフェース部（Ｉ／Ｆ）５及び６、被試験捕捉信号蓄積部７、データ処理部８、並びに、基準のパラボラアンテナ（以下、基準パラボラアンテナと呼ぶ）９を備え、評価対象のパラボラアンテナ（以下、被試験パラボラアンテナと呼ぶ）１０の性能を測定するものである。
【００１３】
被試験パラボラアンテナ１０の受信信号出力端子は、第１のＡＤコンバータ３の入力端子に接続され、基準パラボラアンテナ９の受信信号出力端子は、第２のＡＤコンバータ４の入力端子に接続されている。
【００１４】
なお、被試験パラボラアンテナ１０の受信信号出力端子は、被試験パラボラアンテナ１０の通常の運用状態では、正規の受信装置に接続されるものである。
【００１５】
この実施形態の性能測定システム１は、例えば、構成要素単位に切り離して可搬可能なものであり、基準パラボラアンテナ９も、その可搬性のために、小径（例えば開口面直径が６５ｃｍ）のものである。
【００１６】
サンプリングクロック発生器２は、例えば、ＧＨｚオーダーのサンプリングクロックを高精度に発生するものであり、発生したサンプリングクロックを、第１及び第２のＡＤコンバータ３及び４に共通に与えるものである。
【００１７】
第１及び第２のＡＤコンバータ３及び４は同種のものであり、同様な性能を有するものである。なお、性能の相違は既に検出されており、後述するデータ処理部８にはその性能の相違データが格納されており、その相違を補償し得るようになされている。
【００１８】
第１及び第２のＡＤコンバータ３及び４はそれぞれ、対応する被試験パラボラアンテナ１０、基準パラボラアンテナ９からの受信信号（アナログ信号）を、サンプリングクロックに従って、デジタル信号（データ系列；ビット数は問われない）に変換するものである。第１及び第２のＡＤコンバータ３及び４としては、例えば、Ｇｂｐｓオーダーのものを適用する。なお、図１では省略しているが、第１及び第２のＡＤコンバータ３及び４に至る受信信号の経路上にはそれぞれ、同一性能の増幅器や帯域フィルタなどが設けられていても良い。例えば、帯域フィルタによって、電波天体が放射している白色雑音から、測定したい周波数成分を切り出す。
【００１９】
２個のインタフェース部（Ｉ／Ｆ）５及び６はそれぞれ、対応する被試験捕捉信号蓄積部７、データ処理部８がデジタル信号（データ）を取り込めるデータ形式にし、変換されたデジタル信号を被試験捕捉信号蓄積部７、データ処理部８に転送させるものである。
【００２０】
被試験捕捉信号蓄積部７は、例えば、パソコンでなり、第１のＡＤコンバータ３によるデジタル信号（以下、被試験デジタル信号と呼ぶ）を蓄積しつつ、データ処理部８に転送するものである。
【００２１】
データ処理部１０は、例えば、パソコンでなり、第２のＡＤコンバータ４によるデジタル信号（以下、基準デジタル信号と呼ぶ）を蓄積しつつ、被試験デジタル信号と基準デジタル信号とを処理し、被試験パラボラアンテナ１０に関する性能特性の情報を得るものである。
【００２２】
データ処理部１０は、例えば、ソフトウェア処理によって性能特性の情報を得るものである。
【００２３】
図２は、データ処理部８による性能特性の情報を得るためのデータ処理の概要を示すフローチャートである。
【００２４】
まず、被試験デジタル信号及び基準デジタル信号の相互相関（相互相関の算出に供するサンプル数は固定（例えば１００サンプル）であっても良く、測定者が指定できるようにしても良い）を演算する（Ｓ１）。ここでの相互相関は、一方のデジタル信号（例えば、基準デジタル信号）の時間軸を固定させ、他方のデジタル信号（例えば、被試験デジタル信号）の時間軸を単位量（例えば１サンプル期間）ずつ変化させ、変化させたそれぞれの時間軸に対して求める。
【００２５】
図３は、デジタル信号における全ビットが指定された場合における相互相関結果のイメージ例を示すものである。図３において、横軸は時間軸の変化量を示し、縦軸は相互相関値を示している。図３では、被試験デジタル信号の時間軸をτ１だけ変化させたときに相互相関が最も大きくなっていることを表している。
【００２６】
この最大相互相関が得られる時間軸の変化量τ１は、基準パラボラアンテナ９への電波経路と、被試験パラボラアンテナ１０への電波経路との距離差や、同一のサンプリングクロックが与えられた第１及び第２のＡＤコンバータ３及び４でのデジタル信号への変換処理時間の時間差が融合して表れるものであるが、後者の時間差情報を、データ処理部８内部に予め格納して補償することにより、最大相互相関が得られる時間軸の変化量τ１として、基準パラボラアンテナ９への電波経路と、被試験パラボラアンテナ１０への電波経路との距離差に応じたものだけを得ることもできる。
【００２７】
基準パラボラアンテナ９が小径であるため、それ単独では電波天体からの電波の受信能力がない程度であっても、また、被試験パラボラアンテナ１０が小径であるため、それ単独では電波天体からの電波の受信能力がない程度であっても、相互相関処理により、電波天体からの電波の受信を相互相関値で浮き出させることができる。なお、被試験パラボラアンテナ１０の向きの精度によっても、相互相関値の最大値は変化するので、相互相関値によって、向きの精度を評価することもできる。この場合において、基準パラボラアンテナ９の向きを、既に計測されている性能情報に基づいて、最適な向きに設定している場合には、被試験パラボラアンテナ１０の評価をより適切に実行させることができる。
【００２８】
次に、サンプリング周期ごとの各時点での最大相互相関値を所定時間（この所定時間は固定でも良く、また、測定者が指定しても良く、さらに、積分値がある閾値を超えるまでに設定しても良い）だけ積分し、又は、サンプリング周期ごとの各時点での時間軸の変化量τ１での相互相関値を所定時間だけ積分する（Ｓ２）。
【００２９】
このような積分処理により、電波天体からの電波の受信を相互相関値で浮き出させることができる。利用する電波天体からの電波が相対的に弱い場合には、積分処理は有効である。
【００３０】
なお、相互相関値に対する積分処理を実行するか否かを、測定者が選択できるようにしても良い。
【００３１】
さらに、サンプリング周期ごとの各時点での相互相関値に対して、フーリエ変換（ＦＦＴ）などの周波数分析を行い、位相変動の情報に変換する（Ｓ３）。また、最大相関値から振幅情報を得る（Ｓ４）。
【００３２】
以上のように、被試験パラボラアンテナ１０の開口面前面に対する性能評価値を得るだけでなく、開口面の部分的に性能評価値を得るようにしても良い。
【００３３】
例えば、図４に示すように、被試験パラボラアンテナ１０の開口面を複数に分割し、１個の分割部分を残し、他の部分を電波暗幕で覆い、位相変動（又は、相互相関値やその積分値）を求め、これを各分割部分に対しても行うことにより、被試験パラボラアンテナ１０上での電界の照度分布を得ることができる。なお、この際には、分割部分面積が小さいので、人工天体（例えば静止衛星）のような強い電波を出す天体を利用することが好ましい。
【００３４】
なお、被試験パラボラアンテナ１０の性能測定の終了時には、被試験パラボラアンテナ１０の受信信号出力端子は、本来の受信装置に接続され、通常の運用状態に移行される。
【００３５】
上記実施形態によれば、被試験パラボラアンテナだけでなく、基準のパラボラアンテナでも、同一の天体（電波天体、人工天体）からの電波を捕捉し、それぞれの受信信号を相互相関処理して、被試験パラボラアンテナの性能の指標値を得るようにしたので、被試験パラボラアンテナ単独では評価し得ない天体からの電波を利用して、被試験パラボラアンテナの性能を評価することができる。
【００３６】
逆に言えば、開口面面積が小さい被試験パラボラアンテナに対し、従来では、利用できなかった電波天体の電波を評価に利用できるようになる。例えば、被試験パラボラアンテナの測定したい周波数成分を放射している人工天体がなく、被試験パラボラアンテナ単独では受信能力が不足する、白色雑音を放射している電波天体も、この実施形態では利用できるようになる。
【００３７】
また、被試験パラボラアンテナ単独で評価できる天体からの電波を利用した場合でも、今まででは、得られなかった評価項目の情報を得ることができるようになる。
【００３８】
（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態は、被試験パラボラアンテナ１０の性能の評価値を得るまでを行うものであったが、評価値に基づいて、被試験パラボラアンテナ１０を制御する処理をも行うようにしても良い。例えば、被試験パラボラアンテナ１０の向きを方位や仰角に変化させて、それぞれで評価値を得、全ての評価値の中の最適値に応じて、被試験パラボラアンテナ１０の向きを可変制御するようにしても良い。
【００３９】
また、上記実施形態では、性能測定システム１の全ての構成要素が、被試験パラボラアンテナ１０の近傍に位置されるものを示したが、一部要素を遠隔地に設けるようにしても良い。例えば、データ処理部８を遠隔地に設け、インターネットなどの通信網を介して、データ処理部８に、被試験デジタル信号及び基準デジタル信号を送信して処理させるようにしても良い。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、被試験パラボラアンテナの受信信号単独ではなく、近接配置された基準パラボラアンテナの受信信号も利用して、被試験パラボラアンテナの性能評価値を得るようにしたので、開口面面積が小さな被試験パラボラアンテナの性能をより正しく評価でき、また、開口面面積が大きな被試験パラボラアンテナに対しては従来とは異なる性能項目の評価値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のパラボラアンテナの性能測定システムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態の性能測定システムにおけるデータ処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】実施形態の相互相関値の変化を示す説明図である。
【図４】実施形態の性能測定システムによる新たな性能評価項目の説明図である。
【符号の説明】
１…パラボラアンテナの性能測定システム、２…サンプリングクロック発生器、３、４…ＡＤコンバータ、８…データ処理部、９…基準パラボラアンテナ、１０…被試験パラボラアンテナ。
【図１】
0003718719.tif 000002
【図２】
0003718719.tif 000003
【図３】
0003718719.tif 000004
【図４】
0003718719.tif 000005