(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変復調器から出力された無線周波数信号を衛星に向けて送信する一方、上記衛星から送信された無線周波数信号を受信して上記変復調器に出力するアクティブフェーズドアレイアンテナと、上記アクティブフェーズドアレイアンテナにより受信された無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出する電力検出器と、上記変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、上記電力検出器により検出された逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいて上記アクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御する制御手段とを備えた移動体衛星通信装置。
【請求項２】
電力検出器により検出される逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であることを特徴とする請求項１記載の移動体衛星通信装置。
【請求項３】
電力検出器により検出される逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が水平偏波信号の電力であることを特徴とする請求項１記載の移動体衛星通信装置。
【請求項４】
変復調器から出力された無線周波数信号を衛星に向けて送信する一方、上記衛星から送信された無線周波数信号を受信して上記変復調器に出力するアクティブフェーズドアレイアンテナが無線周波数信号を受信すると、その無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出するとともに、上記変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいて上記アクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御する移動体衛星通信方法。
【請求項５】
逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であることを特徴とする請求項４記載の移動体衛星通信方法。
【請求項６】
逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、正偏波の電力が水平偏波信号の電力であることを特徴とする請求項４記載の移動体衛星通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、航空機やヘリコプタなどの航空移動体に搭載された移動体衛星通信用アンテナの交差偏波を補償する移動体衛星通信装置及び移動体衛星通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の移動体衛星通信装置を示す構成図であり、図において、１は情報を変復調する変復調装置、２は変復調装置１から出力された変調信号の周波数を中間周波数から無線周波数に変換する送信周波数変換器、３は送信周波数変換器２により周波数変換された変調信号を衛星に向けて送信する送信アクティブフェーズドアレイアンテナ（以下、送信ＡＰＡＡという）、４は変調信号（逆偏波）を終端する終端器である。
【０００３】
５は衛星から送信された無線周波数の変調信号を受信する受信アクティブフェーズドアレイアンテナ（以下、受信ＡＰＡＡという）、６は受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号（正偏波）の周波数を無線周波数から中間周波数に変換する受信周波数変換器、７は変調信号（逆偏波）を終端する終端器、８は移動体の絶対位置を検出する機体位置センサー、９は機体位置センサー８により検出された移動体の絶対位置に基づいて送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向方向を制御するアンテナ制御装置である。
【０００４】
図４は送信ＡＰＡＡ３の内部構成を示す構成図であり、図において、１１は送信周波数変換器２により周波数変換された変調信号を分波する分波器（以下、ＤＩＶという）であり、送信ＡＰＡＡ３を構成する素子アンテナ２０の素子数分だけ分波する。１２は終端器４により終端された変調信号を分波する分波器（以下、ＤＩＶという）であり、送信ＡＰＡＡ３を構成する素子アンテナ２０の素子数分だけ分波する。
１３はＤＩＶ１１により分波された変調信号とＤＩＶ１２により分波された変調信号とを入力して送信処理を実行する送信ＡＰＡＡモジュールであり、送信ＡＰＡＡモジュール１３はアンテナ性能を満足できる数だけ設けられている。
【０００５】
１４はＤＩＶ１１により分波された変調信号とＤＩＶ１２により分波された変調信号を位相合成する９０°位相合成器（以下、９０°ＨＹＢという）、１５，１６は９０°ＨＹＢ１４の出力信号を位相シフトする可変移相器（以下、Ｐ／Ｓという）、１７，１８はＰ／Ｓ１５，１６の出力信号を増幅する大電力増幅器（以下、ＨＰＡという）、１９はＨＰＡ１７，１８の出力信号を位相合成する９０°位相合成器（以下、９０°ＨＹＢという）、２０は電波を送信する素子アンテナである。
【０００６】
図５は受信ＡＰＡＡ５の内部構成を示す構成図であり、図において、２１は衛星から送信される電波を受信する受信ＡＰＡＡモジュールであり、受信ＡＰＡＡモジュール２１は受信アンテナの性能を満足できる数だけ設けられている。
２２は電波を受信する素子アンテナ、２３は素子アンテナ２２の出力信号を位相合成する９０°位相合成器（以下、９０°ＨＹＢという）、２４，２５は９０°ＨＹＢ２３の出力信号を増幅する低雑音増幅器（以下、ＬＮＡという）、２６，２７はＬＮＡ２４，２５の出力信号を位相シフトする可変移相器（以下、Ｐ／Ｓという）、２８はＰ／Ｓ２６，２７の出力信号を位相合成する９０°位相合成器（以下、９０°ＨＹＢという）、２９は複数の受信ＡＰＡＡモジュール２１から出力された変調信号（正偏波）を合成する合成器（以下、ＣＯＭＢという）、３０は複数の受信ＡＰＡＡモジュール２１から出力された変調信号（逆偏波）を合成する合成器（以下、ＣＯＭＢという）である。
【０００７】
次に動作について説明する。
変復調装置１が衛星通信地球局等に送信する情報を中間周波数の変調信号に変調すると、送信周波数変換器２が変調信号の周波数を中間周波数から無線周波数に変換して、送信ＡＰＡＡ３の垂直偏波端子に出力する。
これにより、送信ＡＰＡＡ３から無線周波数の変調信号が衛星に向けて送信される。
【０００８】
一方、受信ＡＰＡＡ５が衛星から送信された無線周波数の変調信号を受信すると、受信周波数変換器６が受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号の周波数を無線周波数から中間周波数に変換し、変復調装置１が当該変調信号を復調することにより、衛星を経由して衛星通信地球局等から送信された情報を再生する。
【０００９】
移動体衛星通信装置が移動体に搭載されている場合（図６を参照）、衛星との相対位置が時々刻々と変化するため、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム方向を常に衛星に向ける必要がある。
そこで、機体位置センサー８が移動体の絶対位置を検出すると、アンテナ制御装置９が機体位置センサー８により検出された絶対位置を示す情報と、予め設定されている衛星の位置情報とに基づいてアンテナの指向方向を計算し、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向性を制御する。
即ち、送信ＡＰＡＡ３のＰ／Ｓ１５，１６と受信ＡＰＡＡ５のＰ／Ｓ２６，２７の移相量を調整して、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向方向を変更する。この場合、Ｐ／Ｓ１５，１６とＰ／Ｓ２６，２７の移相量調整は、垂直・水平偏波の識別度が低下しないように実施される。
【００１０】
ここでは、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５が正偏波として垂直偏波Ｖを使用し、逆偏波として水平偏波Ｈを使用するものについて示しているが、垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈは図７に示すような関係を有している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動体衛星通信装置は以上のように構成されているので、移動体の移動方向が水平方向のみに限定されれば、偏波面を補正する必要がないが、航空機やヘリコプタのように３次元的に移動する移動体に搭載された場合、アンテナビームを衛星方向に指向させても、交差偏波の偏波面にずれが発生するため、受信ＡＰＡＡ５から受信周波数変換器６に出力される変調信号（正偏波）に逆偏波の漏れ込みが発生して、受信信号の劣化が生じる課題があった。
また、送信ＡＰＡＡ３から出力される信号の交差偏波面がずれると、送信信号が他信号へ干渉する状況が発生する課題があった。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、３次元的に移動する移動体に搭載された場合でも、受信信号の劣化や他信号への干渉を防止することができる移動体衛星通信装置及び移動体衛星通信方法を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動体衛星通信装置は、アクティブフェーズドアレイアンテナにより受信された無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出する電力検出器を設け、変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その電力検出器により検出された逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいてアクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る移動体衛星通信装置は、電力検出器により検出される逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるようにしたものである。
【００１５】
この発明に係る移動体衛星通信装置は、電力検出器により検出される逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が水平偏波信号の電力であるようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る移動体衛星通信方法は、アクティブフェーズドアレイアンテナが無線周波数信号を受信すると、その無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出するとともに、変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいてアクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御するようにしたものである。
【００１７】
この発明に係る移動体衛星通信方法は、逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る移動体衛星通信方法は、逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、正偏波の電力が水平偏波信号の電力であるようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動体衛星通信装置を示す構成図であり、図において、１は情報を変復調する変復調装置、２は変復調装置１から出力された変調信号の周波数を中間周波数から無線周波数に変換する送信周波数変換器である。なお、変復調装置１と送信周波数変換器２から変復調器が構成されている。
３は送信周波数変換器２により周波数変換された変調信号（無線周波数信号）を衛星に向けて送信する送信ＡＰＡＡ（アクティブフェーズドアレイアンテナ）、４は変調信号（逆偏波）を終端する終端器である。
【００２０】
５は衛星から送信された無線周波数の変調信号（無線周波数信号）を受信する受信ＡＰＡＡ（アクティブフェーズドアレイアンテナ）、６は受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号（正偏波）の周波数を無線周波数から中間周波数に変換する受信周波数変換器、８は移動体の絶対位置を検出する機体位置センサー、９は機体位置センサー８により検出された移動体の絶対位置に基づいて送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向方向及び偏波面を制御するアンテナ制御装置である。
【００２１】
３１は受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号に含まれる逆偏波の電力を検出する電力検出器、３２は変復調装置１から出力された変調信号（正偏波）の電力を検出し、その正偏波の電力と逆偏波の電力を考慮して偏波面を制御する偏波面制御部（制御手段）である。
図２はこの発明の実施の形態１による移動体衛星通信方法を示すフローチャートである。
【００２２】
次に動作について説明する。
変復調装置１が衛星通信地球局等に送信する情報を中間周波数の変調信号に変調すると、送信周波数変換器２が変調信号の周波数を中間周波数から無線周波数に変換して、送信ＡＰＡＡ３の垂直偏波端子に出力する。
これにより、送信ＡＰＡＡ３から無線周波数の変調信号が衛星に向けて送信される。
【００２３】
一方、受信ＡＰＡＡ５が衛星から送信された無線周波数の変調信号を受信すると、受信周波数変換器６が受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号の周波数を無線周波数から中間周波数に変換し、変復調装置１が当該変調信号を復調することにより、衛星通信地球局等から送信された情報を再生する。
【００２４】
移動体衛星通信装置が移動体に搭載されている場合（図６を参照）、衛星との相対位置が時々刻々と変化するため、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム方向を常に衛星に向ける必要がある。
そこで、機体位置センサー８が移動体の絶対位置を検出すると、アンテナ制御装置９が従来例と同様に、機体位置センサー８により検出された絶対位置を示す情報と、予め設定されている衛星の位置情報とに基づいてアンテナの指向方向を計算し、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向性を制御する。
即ち、送信ＡＰＡＡ３のＰ／Ｓ１５，１６と受信ＡＰＡＡ５のＰ／Ｓ２６，２７の移相量を調整して、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向方向を変更する。
【００２５】
しかし、移動体の絶対位置だけに基づいてビーム指向性を制御しても、航空機やヘリコプタのように３次元的に移動する移動体に搭載された場合、交差偏波の偏波面にずれが発生する。
この実施の形態１では、偏波面のずれを解消するため、下記のようにして送信ＡＰＡＡ３のＰ／Ｓ１５，１６と受信ＡＰＡＡ５のＰ／Ｓ２６，２７の移相量を補正する。
【００２６】
即ち、受信ＡＰＡＡ５が衛星から送信された無線周波数の変調信号を受信すると（ステップＳＴ１）、電力検出器３１が受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号に含まれる逆偏波（水平偏波信号）の電力を検出する（ステップＳＴ２）。
一方、偏波面制御部３２は、変復調装置１から出力された信号である正偏波（垂直偏波信号）の電力を検出する（ステップＳＴ３）。
【００２７】
そして、偏波面制御部３２は、逆偏波の電力が第１の基準電力より大きい場合、交差偏波の偏波面にずれが発生している可能性が高いので、逆偏波電力と第１の基準電力を比較する（ステップＳＴ４）。
ただし、逆偏波の電力が第１の基準電力より大きい場合でも、正偏波の電力が第２の基準電力より大きい場合には、偏波面のずれが発生したのではなく、単に受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号の電力が増加しただけの可能性が高いので、正偏波電力と第２の基準電力を比較する（ステップＳＴ５）。
【００２８】
偏波面制御部３２は、逆偏波の電力が第１の基準電力より大きく、かつ、正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合に限り、ビーム指向性（偏波面）の制御を開始する。即ち、逆偏波の電力が小さくなるようにアンテナ制御装置９を介して送信ＡＰＡＡ３のＰ／Ｓ１５，１６と受信ＡＰＡＡ５のＰ／Ｓ２６，２７の移相量を補正する（ステップＳＴ６）。
【００２９】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、受信ＡＰＡＡ５により受信された無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力と変復調装置１から出力された正偏波の電力を考慮して偏波面を制御するように構成したので、３次元的に移動する移動体に搭載された場合でも、受信信号の劣化や他信号への干渉を防止することができる効果を奏する。
【００３０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、電力検出器３１により検出される逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、偏波面制御部３２により検出される正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるものについて示したが、電力検出器３１により検出される逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、偏波面制御部３２により検出される正偏波の電力が水平偏波信号の電力であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、アクティブフェーズドアレイアンテナにより受信された無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出する電力検出器を設け、変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その電力検出器により検出された逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいてアクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御するように構成したので、３次元的に移動する移動体に搭載された場合でも、受信信号の劣化や他信号への干渉を防止することができる効果がある。また、不要な偏波面の制御を防止することができる効果がある。
【００３２】
この発明によれば、電力検出器により検出される逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、偏波面のずれの発生等を検出することができる効果がある。
【００３３】
この発明によれば、電力検出器により検出される逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が水平偏波信号の電力であるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、偏波面のずれの発生等を検出することができる効果がある。
【００３４】
この発明によれば、アクティブフェーズドアレイアンテナが無線周波数信号を受信すると、その無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出するとともに、変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいてアクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御するように構成したので、３次元的に移動する移動体に搭載された場合でも、受信信号の劣化や他信号への干渉を防止することができる効果がある。また、不要な偏波面の制御を防止することができる効果がある。
【００３５】
この発明によれば、逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、偏波面のずれの発生等を検出することができる効果がある。
【００３６】
この発明によれば、逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、正偏波の電力が水平偏波信号の電力であるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、偏波面のずれの発生等を検出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による移動体衛星通信装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による移動体衛星通信方法を示すフローチャートである。
【図３】従来の移動体衛星通信装置を示す構成図である。
【図４】送信ＡＰＡＡ３の内部構成を示す構成図である。
【図５】受信ＡＰＡＡ５の内部構成を示す構成図である。
【図６】移動体衛星通信装置が移動体に搭載されている様子を示す説明図である。
【図７】垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１  変復調装置（変復調器）、２  送信周波数変換器（変復調器）、３  送信ＡＰＡＡ（アクティブフェーズドアレイアンテナ）、４  終端器、５  受信ＡＰＡＡ（アクティブフェーズドアレイアンテナ）、６  受信周波数変換器、８  機体位置センサー、９  アンテナ制御装置、３１  電力検出器、３２  偏波面制御部（制御手段）。
【図１】
0003576478.tif 000002
【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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