(57)【要約】      （修正有）【課題】追尾誤差信号のヌルの位置が変化した場合でも、これらを補償又は軌道位置を演算することが可能で追尾精度の向上した追尾アンテナ装置又は受信機を提供する。【解決手段】円偏波の電波を受信するアンテナ部１が受信した円偏波の基本モードから、右旋成分と左旋成分との受信和信号をそれぞれ算出し、アンテナ部１が受信した円偏波の高次モードから、右旋成分と左旋成分との受信差信号をそれぞれ算出する給電部２が算出した受信和信号から交差偏波識別度を算出するＸＰＤ算出部と、このＸＰＤ算出部が算出した交差偏波識別度から、アンテナ部１のビームパターンにおけるヌルシフトの量を算出して、ヌルシフト補正値を決定するヌルシフト補正値生成部と、このヌルシフト補正値生成部が決定したヌルシフト補正値を用いて、受信和信号及び受信差信号から得られる追尾誤差信号を補正する追尾信号補正部とを備える。【選択図】図１
2014115226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円偏波の電波を受信して追尾する追尾アンテナ装置であって、円偏波の電波を受信するアンテナ部と、このアンテナ部をＡＺ軸方向及びＥＬ軸方向に駆動するアンテナ駆動部と、前記アンテナ部が受信した前記円偏波の基本モードから、右旋成分と左旋成分との受信和信号をそれぞれ算出し、前記アンテナ部が受信した前記円偏波の高次モードから、右旋成分と左旋成分との受信差信号をそれぞれ算出する給電部と、この給電部が算出した前記受信和信号から交差偏波識別度を算出するＸＰＤ算出部と、このＸＰＤ算出部が算出した前記交差偏波識別度から、前記アンテナ部のビームパターンにおけるヌルシフトの量を算出して、ヌルシフト補正値を決定するヌルシフト補正値生成部と、このヌルシフト補正値生成部が決定した前記ヌルシフト補正値を用いて、前記受信和信号及び前記受信差信号から得られる追尾誤差信号を補正する追尾信号補正部とを備え、前記追尾信号補正部によって補正された前記追尾誤差信号に応じた角度分、前記アンテナ駆動部によって前記アンテナ部を駆動させて追尾誤差を補正することを特徴とする追尾アンテナ装置。
【請求項２】
円偏波の電波を受信して追尾する追尾アンテナ装置であって、円偏波の電波を受信するアンテナ部と、前記アンテナ部が受信した前記円偏波の基本モードから、右旋成分と左旋成分との受信和信号をそれぞれ算出し、前記アンテナ部が受信した前記円偏波の高次モードから、右旋成分と左旋成分との受信差信号をそれぞれ算出する給電部と、この給電部が算出した前記受信和信号から交差偏波識別度を算出するＸＰＤ算出部と、このＸＰＤ算出部が算出した前記交差偏波識別度から、前記アンテナ部のビームパターンにおけるヌルシフトの量を算出して、ヌルシフト補正値を決定するヌルシフト補正値生成部と、このヌルシフト補正値生成部が決定した前記ヌルシフト補正値を用いて、前記受信和信号及び前記受信差信号から得られる追尾誤差信号を補正する追尾信号補正部と、この追尾信号補正部が補正した前記追尾誤差信号に基づき前記アンテナ部が受信した前記円偏波を送信している送信源の軌道位置を演算するアンテナ制御部とを備えた追尾アンテナ装置。
【請求項３】
前記ＸＰＤ算出部は、算出した前記交差偏波識別度が所定の第１上限値と所定の第１下限値とで挟まれた範囲から外れた値の場合、この外れた値に対して、前記所定の第１上限値と前記所定の第１下限値とのうち、近い値の方を前記交差偏波識別度として前記ヌルシフト補正値生成部へ送るものである請求項１又は２に記載の追尾アンテナ装置。
【請求項４】
前記ヌルシフト補正値生成部は、生成した前記ヌルシフト補正値が所定の第２上限値と所定の第２下限値とで挟まれた範囲から外れた値の場合、この外れた値に対して、前記所定の第２上限値及び前記所定の第２下限値のうち、近い値の方を前記ヌルシフト補正値と設定するものである請求項１，２，３のいずれかに記載の追尾アンテナ装置。
【請求項５】
前記ヌルシフト補正値生成部は、設定した前記ヌルシフト補正値が所定の値以下の場合、前記ヌルシフト補正値を０とするものである請求項４に記載の追尾アンテナ装置。
【請求項６】
前記追尾信号補正部は、前記ヌルシフト補正値生成部が設定した前記ヌルシフト補正値が所定の値以下の場合、前記追尾誤差信号を補正しないものである請求項４に記載の追尾アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、衛星通信地球局アンテナにおけるモノパルス追尾に好適なアンテナ装置又は追尾受信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星通信用モノパルス追尾とは、追尾する衛星の到来電波の基本モードと高次モード（ＴＭ０１、ＴＥ０１、ＴＥ２１モードなど）を受信し、高次モードはボアサイト方向にヌル点をもつため、この性質を利用して高次モード成分がゼロになるようアンテナの仰角と方位角を制御し衛星を追尾するものである。
【０００３】
従来、このような衛星通信用モノパルス追尾に用いる追尾アンテナ装置には、衛星から地上に到来する円偏波が衛星の姿勢や降雨などによって楕円偏波になることは考慮して、楕円偏波による誤差を補償するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、一般的に、誤差を補償するための追尾誤差信号は、和信号（ＳＵＭ）と差信号（ＥＲＲＯＲ）とを用いて算出することは周知である（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９６０５８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０２９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の追尾アンテナ装置では、衛星から地上に到来する円偏波が衛星の姿勢や降雨などによって楕円偏波になることは考慮しているものの、オフセット型のアンテナやビーム給電系を利用したアンテナなどの非対称構造により生じるヌルシフトは考慮していないという課題やさらなる高精度な補償に関して考慮していないという課題があった。
【０００６】
アンテナ装置の非対称構造によるヌルシフトは、主偏波と逆偏波で異なる方向に泣き別れるのに対して、上記特許文献１の構成では主偏波でしか補償行えないため、結果として逆偏波のヌルシフトが増大し、逆偏波追尾時には追尾精度が大きく劣化する。
【０００７】
また、従来の追尾アンテナ装置では、受信和信号のピーク位置も主偏波と逆偏波で異なる方向に泣き別れるため、追尾誤差信号のヌルを主軸方向に補正しても、主偏波のピーク方向と一致せず、ポインティングロスが増大する課題もあった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、衛星通信地上局における衛星からの到来偏波は一定ではなく、偏波によって追尾誤差信号のヌルの位置が変化した場合やアンテナ装置の自重変形や非対称な構造によりヌルの位置が変化した場合でも、これらを補償又は軌道位置を演算することが可能で追尾精度の向上した追尾アンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明に係る追尾アンテナ装置は、円偏波の電波を受信して追尾する追尾アンテナ装置であって、円偏波の電波を受信するアンテナ部と、このアンテナ部をＡＺ軸方向及びＥＬ軸方向に駆動するアンテナ駆動部と、前記アンテナ部が受信した前記円偏波の基本モードから、右旋成分と左旋成分との受信和信号をそれぞれ算出し、前記アンテナ部が受信した前記円偏波の高次モードから、右旋成分と左旋成分との受信差信号をそれぞれ算出する給電部と、この給電部が算出した前記受信和信号から交差偏波識別度を算出するＸＰＤ算出部と、このＸＰＤ算出部が算出した前記交差偏波識別度から、前記アンテナ部のビームパターンにおけるヌルシフトの量を算出して、ヌルシフト補正値を決定するヌルシフト補正値生成部と、このヌルシフト補正値生成部が決定した前記ヌルシフト補正値を用いて、前記受信和信号及び前記受信差信号から得られる追尾誤差信号を補正する追尾信号補正部とを備え、前記追尾信号補正部によって補正された前記追尾誤差信号に応じた角度分、前記アンテナ駆動部によって前記アンテナ部を駆動させて追尾誤差を補正することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明に係る追尾アンテナ装置は、円偏波の電波を受信して追尾する追尾アンテナ装置であって、円偏波の電波を受信するアンテナ部と、前記アンテナ部が受信した前記円偏波の基本モードから、右旋成分と左旋成分との受信和信号をそれぞれ算出し、前記アンテナ部が受信した前記円偏波の高次モードから、右旋成分と左旋成分との受信差信号をそれぞれ算出する給電部と、この給電部が算出した前記受信和信号から交差偏波識別度を算出するＸＰＤ算出部と、このＸＰＤ算出部が算出した前記交差偏波識別度から、前記アンテナ部のビームパターンにおけるヌルシフトの量を算出して、ヌルシフト補正値を決定するヌルシフト補正値生成部と、このヌルシフト補正値生成部が決定した前記ヌルシフト補正値を用いて、前記受信和信号及び前記受信差信号から得られる追尾誤差信号を補正する追尾信号補正部と、この追尾信号補正部が補正した前記追尾誤差信号に基づき前記アンテナ部が受信した前記円偏波を送信している送信源の軌道位置を演算するアンテナ制御部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３の発明に係る追尾アンテナ装置は、前記ＸＰＤ算出部が、算出した前記交差偏波識別度が所定の第１上限値と所定の第１下限値とで挟まれた範囲から外れた値の場合、この外れた値に対して、前記所定の第１上限値と前記所定の第１下限値とのうち、近い値の方を前記交差偏波識別度として前記ヌルシフト補正値生成部へ送るものである請求項１又は２に記載のものである。
【００１２】
請求項４の発明に係る追尾アンテナ装置は、前記ヌルシフト補正値生成部が、生成した前記ヌルシフト補正値が所定の第２上限値と所定の第２下限値とで挟まれた範囲から外れた値の場合、この外れた値に対して、前記所定の第２上限値及び前記所定の第２下限値のうち、近い値の方を前記ヌルシフト補正値とするものである請求項１又は２に記載のものである請求項１，２，３のいずれかに記載のものである。
【００１３】
請求項５の発明に係る追尾アンテナ装置は、前記ヌルシフト補正値生成部が、設定した前記ヌルシフト補正値が所定の値以下の場合、前記ヌルシフト補正値を０とするものである請求項４に記載のものである。
【００１４】
請求項６の発明に係る追尾アンテナ装置は、前記追尾信号補正部が、前記ヌルシフト補正値生成部が設定した前記ヌルシフト補正値が所定の値以下の場合、前記追尾誤差信号を補正しないものである請求項４に記載のものである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、請求項１に係る発明によれば、偏波によって追尾誤差信号のヌルの位置が変化した場合やアンテナ部が非対称でヌル点が主偏波と逆偏波で異なる方向に変化するような場合であっても、それを補正し追尾精度を向上することができる追尾アンテナ装置を得ることができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、偏波によって追尾誤差信号のヌルの位置が変化した場合やアンテナ部が非対称でヌル点が主偏波と逆偏波で異なる方向に変化するような場合であっても、円偏波を送信している送信源の軌道位置を演算することができる追尾アンテナ装置を得ることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、交差偏波識別度の値によってヌルシフト補正値が乖離してしまうことを防ぐことができる追尾アンテナ装置を得ることができる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、ヌルシフト補正値の乖離を防ぐことができる追尾アンテナ装置を得ることができる。
【００１９】
請求項５又は６に係る発明によれば、不必要な追尾誤差信号の補正をしない追尾アンテナ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装置の構成図である
【図２】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装置の給電部の構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装置のＡＣＵ及びアンテナ駆動部の構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装置のＸＰＤ算出部の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る追尾アンテナ装置のヌルシフト補正値生成部の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について図１〜図５を用いて説明する。図１，２，３において、１は円偏波の電波を受信して追尾する追尾アンテナ装置における円偏波の電波（到来電波）を受信するアンテナ部である。アンテナ部１は非対称構造又は自重で変形する構造を有している。詳しくは、アンテナ部１は、非対称構造又は自重で変形する構造、つまり、電気的に非対称な構造を有するものである。また、アンテナ部１に到来する受信電波は、アンテナ部１に含まれる主鏡１ａ、副鏡に桑手平面鏡１ｂや集束反射鏡１ｃ，集束反射鏡１ｄといった非対称な伝搬路を通り一次放射器１ｅを介し後述の給電部２に受信信号を伝えられる。２はアンテナ部１が受信した円偏波の基本モードから、右旋成分と左旋成分との受信和信号（ＳＵＭ）をそれぞれ算出し、アンテナ部１が受信した円偏波の高次モードから、右旋成分と左旋成分との受信差信号（ＥＲＲＯＲ）をそれぞれ算出する給電部である。追尾誤差信号とは、アンテナ部１で生じる誤差や円偏波が完全な円偏波でないこと（つまり、楕円偏波）から生じる誤差を補正するために、後述のアンテナ駆動部３を制御して補正するための信号である。よって、追尾誤差信号は、後述のアンテナ駆動部３の制御信号ともいえる。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００２２】
給電部２は、アンテナ部１から入力された到来電波由来の受信信号から基本モード及び高次モードとして抽出する高次モードカプラ（モード分離部２ａ），モード分離部２ａ抽出した受信信号の基本モード及び高次モードをそれぞれ右旋成分と左旋成分とに分離する偏波分離部２ｂ及び偏波分離部２ｃ，偏波分離部２ｂが分離した基本モードの右旋成分の受信信号の和を計算する和信号計算部２ｄ，偏波分離部２ｂが分離した基本モードの左旋成分の受信信号の和を計算する和信号計算部２ｅ，偏波分離部２ｃが分離した高次モードの右旋成分の受信信号から受信差信号（右旋）を算出する差信号計算部２ｆ，偏波分離部２ｃが分離した高次モードの左旋成分の受信信号から受信差信号（左旋）を算出する差信号計算部２ｇから構成されている。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００２３】
図１，２，３において、３はアンテナ部１をＡＺ軸方向及びＥＬ軸方向に駆動するアンテナ駆動部、４は抽出された基本モードの受信和信号及び高次モードの受信差信号はそれぞれ給電部にて右旋信号および左旋信号に分離抽出されたものをそれぞれ信号増幅する複数の低雑音増幅器（ＬＮＡ：Ｌｏｗ  Ｎｏｉｓｅ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、５はＬＮＡ４で信号増幅された信号をＩＦ信号に変換するダウンコンバータ、６はダウンコンバータ５からＩＦ信号となった受信和信号の右旋信号（右旋成分）と左旋信号（左旋成分）の受信処理を行う受信部（ＲＣＶＲ：Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）、７はダウンコンバータ４からＩＦ信号となった受信和信号の右旋信号（右旋成分）及び左旋信号（左旋成分）、受信差信号の右旋信号（右旋成分）及び左旋信号（左旋成分）から各信号の位相補正、利得補正を行う追尾受信部（ＴＲＫ  ＲＣＶＲ：Ｔｒａｃｋ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）、８はアンテナ制御部（ＡＣＵ：Ａｎｔｅｎｎａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００２４】
図１，２，３において、９は給電部２（和信号計算部２ｄ，和信号計算部２ｅ）が算出した受信和信号（受信和信号（右旋），受信和信号（左旋））から交差偏波識別度を算出するＸＰＤ算出部、１０はＸＰＤ算出部９が算出した交差偏波識別度から、アンテナ部１のビームパターンにおける、アンテナ部１の非対称構造又は自重で変形する構造により生じるヌルシフトの量を算出して、ヌルシフト補正値を決定するヌルシフト補正値生成部である。ＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０は、アンテナ制御部８又は追尾受信部７内に形成されている。図１はＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０がアンテナ制御部８に設けられている場合を示している。１１はヌルシフト補正値生成部１０が決定したヌルシフト補正値を用いて追尾誤差信号を補正する追尾信号補正部（補正値加算部）である。なお、追尾信号補正部１１が補正した追尾誤差信号に基づきアンテナ制御部８（制御部８，軌道位置演算部８）は、アンテナ部１が受信した円偏波を送信している送信源（衛星）の軌道位置を演算するものである。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示しそれらについての詳細な説明は省略する。
【００２５】
実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、電気的に非対称な構造を有するアンテナ部１において生じるヌルシフト補正し、追尾精度を向上させることができるものである。実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、ＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０がアンテナ制御部８に設けられている場合、追尾受信部６において「受信差信号の右旋信号と左旋信号」及び「受信和信号の右旋信号と左旋信号」との相関検波などの追尾誤差信号算出手法により、ＡＺ軸及びＥＬ軸における角度の誤差情報であるΔＡＺ及びΔＥＬの信号へと変換されて追尾誤差信号（追尾誤差信号（ΔＡＺ），追尾誤差信号（ΔＥＬ））となる。受信信号（受信和信号）及び追尾誤差信号は、アンテナ制御部８に伝達される。
【００２６】
アンテナ制御部８に伝達された各ΔＡＺ及びΔＥＬの追尾誤差信号は、アンテナ制御部８に設けられたＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１１並び追尾信号補正部１１により、アンテナ部１のヌルシフトを補正するためのアンテナ駆動部３を制御するための制御信号（ＡＺ）及び制御信号（ＥＬ）であるアンテナ制御信号をアンテナ制御部８で生成し、アンテナ駆動部３に伝達してアンテナ部１を駆動させ衛星の追尾を行う。つまり、実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、追尾信号補正部１１によって補正された追尾誤差信号に応じた角度分、アンテナ駆動部３によってアンテナ部１を駆動させて追尾誤差を補正するものである。
【００２７】
アンテナ制御部８でのヌルシフト補正処理について詳細な説明を行う。ＡＣＵ８に入力された各信号はＡＣＵ８におけるヌルシフト補正処理部であるＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０において、ヌルシフトの補正が行われる。ＸＰＤ算出部９において、受信和信号の右旋信号と左旋信号の交差偏波識別度（ＸＰＤ：Ｃｒｏｓｓ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ）を算出する。
【００２８】
ＸＰＤ算出部９において算出された交差偏波識別度から、ヌルシフト補正値生成部１０は、アンテナ部１のＡＺ面、ＥＬ面それぞれの補正値が算出される。各ＡＺ面補正値、ＥＬ面補正値を追尾受信部７から伝達されたＡＺ、ＥＬそれぞれの追尾誤差信号へ追尾信号補正部１１にて加算することで、ヌルシフトの補正がなされた追尾誤差信号が得られる。
【００２９】
次に、ＸＰＤ算出部９の詳細処理について、図４に示すフローチャートを用いて処理を説明する。まず、下記の数式（１）を用いて、ＸＰＤ算出部９が入力された受信和信号の右旋成分（ＸＬ）および左旋成分（ＸＲ）から交差偏波識別度の算出を行う（ＳＴＥＰ１）。
【００３０】
【数１】
2014115226.tif 000003
【００３１】
数式（１）のＸ’は交差偏波識別度である。Ｘ’の符号が正のとき左旋偏波を主偏波としたときの交差偏波識別度を示し、Ｘ’の符号が負のときはＸ’の絶対値は右旋偏波を主偏波としたときの交差偏波識別度を示す。次に、ＸＰＤ算出部９では交差偏波識別度の値がある範囲内になるよう閾値で制限する。閾値と交差偏波識別度Ｘ’の大小の関係を下記の数式（２）の不等式を用いて行う（ＳＴＥＰ２）。
【００３２】
【数２】
2014115226.tif 000004
【００３３】
交差偏波識別度が閾値＋α以上の場合は交差偏波識別度Ｘを＋αとする（ＳＴＥＰ３）。閾値αより小さい場合は下記の数式（３）の不等式で判別を行う（ＳＴＥＰ４）。
【００３４】
【数３】
2014115226.tif 000005
【００３５】
ここで、交差偏波識別度が閾値＋αより小さく−αより大きい場合は、交差偏波識別度ＸをＸ’とする。−α以下の場合は−αとする（ＳＴＥＰ５）（ＳＴＥＰ６）。これは、交差偏波識別度の絶対値が大きいと、後述する補正値を算出する際に近似式で算出した補正値と実際のヌルシフト補正値との乖離が大きくなってしまうためである。
【００３６】
つまり、ＸＰＤ算出部９は、算出した交差偏波識別度が所定の第１上限値（＋α）と所定の第１下限値（−α）とで挟まれた範囲から外れた値の場合、この外れた値に対して、所定の第１上限値（＋α）と所定の第１下限値（−α）とのうち、近い値の方を交差偏波識別度としてヌルシフト補正値生成部１０へ送るものであるといえる。これは、ＳＴＥＰ３とＳＴＥＰ６の処理に相当する。
【００３７】
ここで、第１上限値（＋α）及び第１下限値（−α）として挙げた「α」に関して説明する。理想的な円偏波では交差偏波識別度（ＸＰＤ）は無限大となる。しかし、解析または実測の結果から任意の交差偏波識別度（ＸＰＤ）におけるヌルシフト量の近似式（ヌルシフト補正式）を導出する際には、有限な値のＸＰＤを用いる必要がある。つまり、近似式導出に用いたＸＰＤの下限値をαｍｉｎと上限値αｍａｘとすると、その範囲内において近似式（ヌルシフト補正式）は有効である。αは近似式が有効な範囲内で設定する。
【００３８】
次に、ヌルシフト補正値生成部１０の詳細処理について、図５に示すフローチャートを用いて処理を説明する。ＸＰＤ算出部９で求めた交差偏波識別度Ｘより、例えば、下記の数式（４）に示す近似式（ヌルシフト補正式）で、ヌルシフト補正値Ｙ’を求める（ＳＴＥＰ１１）。
【００３９】
【数４】
2014115226.tif 000006
【００４０】
ヌルシフト補正式は数値計算により求めたヌルシフトにより近似式として算出する。もしくは、追尾アンテナ装置で実際に評価した結果をもとに近似式を算出してもよい。また近似式は数式（４）の多項式近似以外に指数関数や対数関数を用いた近似式でもよい。さらに、多項式の次数がもっと高くても、低くてもよい。
【００４１】
次に、ヌルシフト補正値生成部１０は閾値によってヌルシフト補正値が任意の値の範囲内におさまるよう制限を与える処理を行う。閾値とヌルシフト補正値Ｙ’の大小の関係を下記の数式（５）に示す不等式を用いて行う（ＳＴＥＰ１２）。
【００４２】
【数５】
2014115226.tif 000007
【００４３】
ヌルシフト補正値Ｙ’が閾値＋β以上の場合はヌルシフト補正値Ｙを＋βとする（ＳＴＥＰ１３）。閾値βより小さい場合は次の不等式で判別を行う（ＳＴＥＰ１４）
【００４４】
【数６】
2014115226.tif 000008
【００４５】
ヌルシフト補正値Ｙ’が閾値＋βより小さく−βより大きい場合は、ヌルシフト補正値ＹをＹ’とする。−β以下の場合は−βとする（ＳＴＥＰ１５）（ＳＴＥＰ１６）。
【００４６】
つまり、ヌルシフト補正値生成部１０は、生成したヌルシフト補正値が所定の第２上限値（＋β）と所定の第２下限値（−β）とで挟まれた範囲から外れた値の場合、この外れた値に対して、所定の第２上限値（＋β）及び所定の第２下限値（−β）のうち、近い値の方をヌルシフト補正値とするものであるといえる。これは、ＳＴＥＰ１３とＳＴＥＰ１６の処理に相当する。
【００４７】
ここで、第２上限値（＋β）及び第２下限値（−β）として挙げた「β」に関して説明する。βは、ヌルシフトの補正量に制限を与えるものである。ヒューマンエラーなどによりヌルシフト補正式を設定にミスがあったとしても、適当な閾値で制限を加えることでアンテナ部１（アンテナ駆動部３）の異常動作を防ぐことができる。
【００４８】
ヌルシフト補正値生成部１０の処理では、算出したヌルシフト補正値を追尾誤差信号に加減算するかを判定値Ｓにて決定する。判定値Ｓが０の場合はヌルシフト補正値Ｙａを０とする（ＳＴＥＰ１７）（ＳＴＥＰ１８）。判定値Ｓが０以外の値の場合はヌルシフト補正値Ｙａを＋Ｙとする（ＳＴＥＰ１９）。つまり、判定値Ｓが０の場合、ヌルシフト補正値Ｙａは０となるので、ヌルシフト補正を実質的に行わないことを意味する。判定値Ｓによりヌルシフト補正機能のＯＮ／ＯＦＦの切替えができる。なお、算出したヌルシフト補正値の絶対値が所定の値以下の場合を判定値Ｓが０の場合としている。これは、算出したヌルシフト補正値の絶対値が所定の値以下の場合は、追尾誤差信号を補正する必要がないためである。換言すると、所定の値とは追尾誤差信号を補正する必要がないほどの小さい値といえる。
【００４９】
これらの処理によってＡＺ面、ＥＬ面それぞれのヌルシフト補正値Ｙａ算出し、その値を用いてＡＺ面、ＥＬ面それぞれの追尾誤差信号を補正する。図３に示すように、ヌルシフト補正値生成部１０から出力されたＡＺ面補正値及びＥＬ補正値は、追尾信号補正部１１（補正値加算部１１）で、それぞれ追尾誤差信号（ΔＡＺ）及び追尾誤差信号（ΔＥＬ）に加算され、補正するための誤差が補正された追尾誤差信号（ΔＡＺ）及び追尾誤差信号（ΔＥＬ）、つまり、制御信号（ＡＺ）及び制御信号（ＡＺ）がアンテナ駆動部３に送られる。これは、制御信号（ＡＺ）及び制御信号（ＡＺ）は、ＡＺ面、ＥＬ面のアンテナ制御信号ともいえる。
【００５０】
アンテナ駆動部３は、受けとった制御信号（ＡＺ）（補正された追尾誤差信号（ΔＡＺ））、及び、制御信号（ＡＺ）（補正された追尾誤差信号（ΔＥＬ））からＡＺ軸及びＥＬ軸又はいずれか一方を駆動させて、アンテナ部１を動かして、アンテナ部１で生じる誤差や円偏波が完全な円偏波でないこと（つまり、楕円偏波）から生じる誤差を補正する。
【００５１】
判定値Ｓの決定は、ヌルシフト補正値生成部１０で行ってもよいし、追尾信号補正部１１で行ってもよい。ヌルシフト補正値生成部１０で行う場合は、ヌルシフト補正値生成部１０が、設定したヌルシフト補正値が所定の値以下の場合、ヌルシフト補正値を０（零）とするものであるといえる。また、追尾信号補正部１１で行う場合は、追尾信号補正部１１が、ヌルシフト補正値生成部１０が設定したヌルシフト補正値が所定の値以下の場合、追尾誤差信号を補正しないものであるといえる。なお、追尾誤差信号を補正しないとは、ヌルシフト補正値を０（零）として加算することと同義である。
【００５２】
これまでは、ヌルシフト補正処理部であるＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０並びに追尾信号補正部１１（補正値加算部１１）がアンテナ制御部８に実装されている場合を説明してきたが、ヌルシフト補正処理部であるＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０を追尾受信部７に設けてもよいし、ヌルシフト補正処理部であるＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０並びに追尾信号補正部１１（補正値加算部１１）を追尾受信部７に設けてもよい。
【００５３】
ＸＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０を追尾受信部７に設ける場合、追尾受信部７で補正された追尾誤差信号をもとにアンテナ制御部８にてＡＺ面、ＥＬ面のアンテナ制御信号（制御信号（ＡＺ）及び制御信号（ＡＺ））を生成し、アンテナ駆動部３に伝達しアンテナを駆動させ衛星の追尾を行う。ＰＤ算出部９及びヌルシフト補正値生成部１０並びに追尾信号補正部１１（補正値加算部１１）を追尾受信部７に設ける場合、追尾受信部７にてＡＺ面、ＥＬ面のアンテナ制御信号（制御信号（ＡＺ）及び制御信号（ＡＺ））を生成し、アンテナ駆動部３に伝達しアンテナを駆動させ衛星の追尾を行う。
【００５４】
実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、電気的に非対称な構造を有するアンテナ部１において受信和信号の交差偏波識別度から主偏波、逆偏波それぞれのヌルシフトの値を算出し、各到来偏波におけるヌルの位置を自動的に補正することでポインティングロスを減じ、追尾精度を向上させることができる。もちろん、実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、アンテナ部１が非対称構造又は自重で変形する構造（電気的に非対称構造）でない場合や非対称構造又は自重で変形する構造（電気的に非対称構造）の非対称の度合いや変形の度合いが瑣末な場合でも適用することができる。つまり、実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、追尾誤差信号のヌルの位置が変化した場合の高精度な補正（補償）にも適用できるものである。
【００５５】
また、実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、円偏波を受信可能なアンテナ部１において、電波伝搬路および自重変形およびアンテナ非対称性により発生した交差偏波を有する信号をアンテナで受信し、その受信信号から基本モード信号および高次モード信号を分離抽出する装置（モード分離部２ａ）と、高次モードの右旋偏波および左旋偏波を分離抽出する装置（偏波分離部２ｃ）と、基本モードの右旋偏波および左旋偏波を分離抽出する装置（偏波分離部２ｂ）と、分離抽出された基本モードの右旋偏波および左旋偏波から交差偏波識別度を算出する算出手段（ＸＰＤ算出部９）と、交差偏波識別度からヌルシフトを算出する算出手段（ヌルシフト補正値生成部１０）と、算出されたヌルシフトに基づき追尾誤差を補償（補正）するようアンテナを駆動制御する手段（アンテナ駆動部３）を有するものであればよい。
【００５６】
さらに、実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、円偏波を受信可能なアンテナ部１において、電波伝搬路および自重変形およびアンテナ非対称性により発生した交差偏波を有する信号をアンテナ部１で受信し、その受信信号から基本モード信号および高次モード信号を分離抽出する装置（モード分離部２ａ）と、高次モードの右旋偏波および左旋偏波を分離抽出する装置（偏波分離部２ｃ）と、基本モードの右旋偏波および左旋偏波を分離抽出する装置（偏波分離部２ｂ）と、分離抽出された基本モードの右旋偏波および左旋偏波から交差偏波識別度を算出する算出手段（ＸＰＤ算出部９）と、交差偏波識別度からヌルシフトを算出する算出手段（ヌルシフト補正値生成部１０）と、算出されたヌルシフトに基づきアンテナ部１が受信した円偏波を送信している衛星（送信源）の軌道位置を演算する手段（アンテナ制御部８）を有するものであってもよい。
【００５７】
加えて、実施の形態１に係る追尾アンテナ装置は、実施の形態１に係る追尾受信機ともいえる。この場合の構成は以下のとおりとなる。円偏波の電波を受信して追尾する追尾受信機であって、円偏波の電波を受信するアンテナ部１が受信した円偏波の基本モードから、右旋成分と左旋成分との受信和信号をそれぞれ算出し、アンテナ部１が受信した円偏波の高次モードから、右旋成分と左旋成分との受信差信号をそれぞれ算出する給電部２が算出した受信和信号から交差偏波識別度を算出するＸＰＤ算出部９と、このＸＰＤ算出部９が算出した交差偏波識別度から、アンテナ部１のビームパターンにおける（アンテナ部１の非対称構造又は自重で変形する構造により生じる）ヌルシフトの量を算出して、ヌルシフト補正値を決定するヌルシフト補正値生成部１０と、このヌルシフト補正値生成部１０が決定したヌルシフト補正値を用いて、受信和信号及び受信差信号から得られる追尾誤差信号を補正する追尾信号補正部１１とを備え、追尾信号補正部１１によって補正された追尾誤差信号に応じた角度分、アンテナ部１をＡＺ軸方向及びＥＬ軸方向に駆動するアンテナ駆動部３が補正できるように、追尾誤差信号をアンテナ駆動部３へ送出することを特徴とするものである。
【００５８】
同じく、実施の形態１に係る追尾受信機の構成は以下のとおりとなる。円偏波の電波を受信して追尾する追尾受信機であって、円偏波の電波を受信するアンテナ部１が受信した円偏波の基本モードから、右旋成分と左旋成分との受信和信号をそれぞれ算出し、アンテナ部１が受信した円偏波の高次モードから、右旋成分と左旋成分との受信差信号をそれぞれ算出する給電部２が算出した受信和信号から交差偏波識別度を算出するＸＰＤ算出部９と、このＸＰＤ算出部９が算出した交差偏波識別度から、アンテナ部１のビームパターンにおける（アンテナ部１の非対称構造又は自重で変形する構造により生じる）ヌルシフトの量を算出して、ヌルシフト補正値を決定するヌルシフト補正値生成部１０と、このヌルシフト補正値生成部１０が決定したヌルシフト補正値を用いて、受信和信号及び受信差信号から得られる追尾誤差信号を補正する追尾信号補正部１１と、この追尾信号補正部１１が補正した追尾誤差信号に基づきアンテナ部１が受信した円偏波を送信している送信源の軌道位置を演算するアンテナ制御部８（制御部８，軌道位置演算部８）とを備えたことを特徴とするものである。
【符号の説明】
【００５９】
１・・アンテナ部、１ａ・・主鏡、１ｂ・・桑手平面鏡、１ｃ・・集束反射鏡、１ｄ・・集束反射鏡、１ｅ・・一次放射器、２・・給電部、２ａ・・モード分離部、２ｂ・・偏波分離部（基本モード）、２ｃ・・偏波分離部（高次モード），２ｄ・・和信号計算部（右旋），２ｅ・・和信号計算部（左旋）、２ｆ・・差信号計算部（右旋）、２ｇ・・差信号計算部（左旋）、３・・アンテナ駆動部、４・・低雑音増幅器（ＬＮＡ）、５・・ダウンコンバータ、６・・受信部（ＲＣＶＲ）、７・・追尾受信部（ＴＲＫ  ＲＣＶＲ）、８・・アンテナ制御部（ＡＣＵ）（制御部，軌道位置演算部）、９・・ＸＰＤ算出部、１０・・ヌルシフト補正値生成部、１１・・追尾信号補正部（補正値加算部）。
【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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