(57)【要約】【課題】衛星の姿勢変動、反射鏡及び給電部の取り付け誤差、及び反射鏡面の変形による拡大係数変動に基づく指向方向誤差を除去する。【解決手段】指向方向誤差補償装置ｅは、異なる３地点以上の地理的位置におけるビームの受信レベルまたは送信レベルから、ボアサイト方向誤差成分及び反射鏡の拡大係数変動成分を算出する。算出したボアサイト方向誤差成分からアレー給電部ｂを構成するアンテナ素子毎の移相量を算出する。算出した拡大係数変動成分からアレー給電部ｂを構成するアンテナ素子毎の移相量を算出する。ボアサイト変動成分を補償する移相量と拡大係数成分を補償する移相量とに基づいて、指定方向誤差を補償する移相量を算出する。マルチビーム形成装置ｃの出力に指定方向誤差の移相量を可変移相器ｄ１〜ｄｎにより与え、マルチビームアンテナの指向方向誤差を補償する。【選択図】  図１
2006242752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射鏡と、複数のアンテナ素子で構成されるアレー給電部と、前記アレー給電部の各アンテナ素子を所定の振幅および位相で励振するマルチビーム形成装置とを有し、前記アレー給電部は前記反射鏡の焦点面を外れた位置に配置されるアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法において、
前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および前記反射鏡の拡大係数変動成分から成る指向方向誤差成分を、異なる３地点以上の地理的位置における受信レベルまたは送信レベルに基づいて、前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および前記反射鏡の拡大係数変動成分に分けて算出する第１のステップと、
前記算出されたアレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および前記算出された反射鏡の拡大係数変動成分に基づいて、前記アレー給電部を構成するアンテナ素子毎の移相量を算出する第２のステップと、
前記マルチビーム形成装置の出力信号に対して、前記算出された移相量を与えて前記出力信号を加工し、前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向の誤差補正を行う第３のステップと
を有することを特徴とするアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法。
【請求項２】
請求項１記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法において、
前記第１のステップにおいて、前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差を、指向方向誤差が零のときのアンテナボアサイト地点を含めた異なる２地点以上の地理的位置における受信レベルまたは送信レベルに基づいて、前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および前記反射鏡の拡大係数変動成分を算出することを特徴とするアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法において、
前記反射鏡の拡大係数変動成分は、前記アレー給電部を構成する素子アンテナの配列が曲率を有するように電気的な移相量を与えることを特徴とするアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法において、
前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分の一部又は全てを前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの物理的位置を変更することで補償することを特徴とするアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法。
【請求項５】
反射鏡と、複数のアンテナ素子で構成されるアレー給電部と、前記アレー給電部の各アンテナ素子を所定の振幅および位相で励振するマルチビーム形成装置とを有し、前記アレー給電部は前記反射鏡の焦点面を外れた位置に配置されるアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置において、
前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および前記反射鏡の拡大係数変動成分から成る指向方向誤差成分を、異なる３地点以上の地理的位置における受信レベルまたは送信レベルに基づいて、前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および前記反射鏡の拡大係数変動成分に分けて算出する第１演算手段と、
前記算出されたアレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および前記算出された反射鏡の拡大係数変動成分に基づいて、前記アレー給電部を構成するアンテナ素子毎の移相量を算出する第２演算手段と、
前記マルチビーム形成装置の出力信号に対して、前記算出された移相量を与えて前記出力信号を加工し、前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向の誤差補正を行う指向方向誤差補正手段と
を有することを特徴とするアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置。
【請求項６】
請求項５記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置において、
前記第１演算手段は、前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差を、指向方向誤差が零のときのアンテナボアサイト地点を含めた異なる２地点以上の地理的位置における受信レベルまたは送信レベルに基づいて、前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および前記反射鏡の拡大係数変動成分を算出することを特徴とするアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置において、
前記反射鏡の拡大係数変動成分は、前記アレー給電部を構成する素子アンテナの配列が曲率を有するように電気的な移相量を与えることを特徴とするアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７の何れか一つに記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置において、
前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分の一部又は全てを前記アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの物理的位置を変更することで補償することを特徴とするアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型反射鏡を有する衛星搭載用アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差補償を行うアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止衛星に搭載されるアンテナの指向方向誤差の要因として、衛星の姿勢変動、反射鏡および給電部の取り付け誤差、反射鏡面の変形等が挙げられる。
衛星搭載用アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差補償を行う従来技術としては、
（１）アンテナの物理的位置の変更による要因自体の除去
（２）指向方向誤差に応じて、ビーム形成のための励振振幅・位相係数の更新
などがある。
【０００３】
従来技術（１）では、指向方向誤差に応じて、反射鏡の取り付け角度等の物理的な位置を変更し、従来技術（２）では、ビーム形成のための励振振幅・位相係数を更新することにより電気的に補償している。
一般に、静止衛星の性能向上を実現する場合、搭載アンテナの大型化による利得向上は必須となり、これを実現するには、鏡面をメッシュで構成する等の軽量化が必須となる。軌道上における日照の影響などにより反射鏡鏡面は変形するため、指向方向誤差が生じる。特に、鏡面変形により反射鏡の拡大係数が変化する場合、アンテナボアサイト方向からの離角が大きくなるに従い指向誤差が大きくなる。これをアレー給電反射鏡アンテナの解析例を用いて説明する。
【０００４】
図１０はアレー給電反射鏡アンテナの構成を示す図である。図１０に示すように、アレー給電反射鏡アンテナは、反射鏡ａ、アレー給電部ｂ、マルチビーム形成装置ｃから構成され、アレー給電部ｂは複数の素子アンテナ（ｂ１〜ｂｎ：図２参照）から構成される。
図１１は、アレー給電部ｂ（素子アンテナｂ１〜ｂｎ）とマルチビーム形成装置ｃのブロック図である。図示すように、アレー給電部ｂは素子アンテナｂ１〜ｂｎから構成されている。また、マルチビーム形成装置ｃは、図示すように、分配器ｃ１、固定移相器ｃ２、固定減衰器ｃ３、電力合成器ｃ４の複数の組み合わせから構成されている。
【０００５】
図１２は、開口径１９ｍの反射鏡を有するアレー給電反射鏡マルチビームアンテナのアンテナパターン（ビーム照射領域）である。マルチビーム形成装置ｃは、図中の点線の円Ｌ０で示したエリアにビームを形成するように、それぞれのビームに適切な振幅・位相設定を施し、素子アンテナｂ１〜ｂｎ（アレー給電部ｂ）に出力する。
図１２における中心位置は、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向であり、アンテナボアサイト方向からの離角が大きい３つのビームパターンを示している。図中、円Ｌ２はピーク−２ｄＢのレベルを示し、円Ｌ１がピーク−１０ｄＢレベルを示している。これより、図１２では、目標とするエリアＬ０を高利得で照射していることが確認できる。
【０００６】
また、図１３は、反射鏡の拡大係数変動を考慮したときのアンテナパターン（ビーム照射領域）の計算値であり、図１２の場合よりも、焦点位置が１００ｍｍ遠ざかるものとした。なお、マルチビーム形成装置ｃにて与える振幅・位相設定は、図１２のときと同様である。
この結果、図１３では、円Ｌ１で示した高利得のエリアが、図１２の場合よりも、目標とするエリアに対して外側にずれていることが確認できる。これらの指向方向のずれが、反射鏡の拡大係数変動による指向方向誤差である。
【０００７】
前記した従来技術（１）では、アンテナの物理的位置を変化させるため、各ビームの相対的な位置関係が保たれていれば、指向方向誤差の補償に効果が見られる。しかしながらが、拡大係数が変化する場合、各ビームの相対的な位置が変化してしまうため、全ビームの指向方向誤差の補償は実現できない。
一方、前記した従来技術（２）では、それぞれビーム形成のための振幅・位相設定値を、指向方向誤差に応じて更新することで、反射鏡の拡大係数変動による指向方向誤差も補償できる。しかしながら、マルチビーム形成装置を構成する全ての振幅制御器および位相制御器の設定を外部から変更する機能が求められ、図１４に示すようにビーム数×素子数の可変移相器ｃ５および可変減衰器ｃ６を備えた構成が必要になる。このような構成は、マルチビーム形成装置の重量・消費電力の大幅な増大を招く。つまり、衛星搭載機器として最もふさわしくない構成になる。
【０００８】
なお、従来技術（２）の課題を解決して、全ビームを一括して指向方向誤差補償を行う技術が、非特許文献１に記載されている。具体的には、物理的なアンテナの位置の変更やボアサイトの誤差量に応じて、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すようにアレー給電部の開口面を仮想的に回転させるような移相量を与え、電気的にボアサイト位置を移動するものである。しかしながら、この場合でも、従来技術(１)で解決できない「反射鏡の拡大係数変動による指向方向誤差の補償」は実現できていない。
【非特許文献１】松本他,"マルチビームの一括指向誤差補償が可能な衛星搭載ビーム形成部の検討",電子情報通信学会論文誌,B-II,Vol.80-B-II,No.7,PP.617-621
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記したように、従来技術（１）では、拡大係数が変化する場合、各ビームの相対的な位置が変化してしまうため、全ビームの指向方向誤差の補償は実現できないという課題がある。
また、従来技術（２）では、拡大係数変動による指向方向誤差を補償するため、マルチビーム形成装置に「ビーム数×素子数」の可変移相器および可変減衰器を備えることが必要になり、マルチビーム形成装置の重量・消費電力の大幅な増大を招くという課題がある。また、前記非特許文献１によっても、従来の技術(１)で解決できない「反射鏡の拡大係数変動による指向方向誤差の補償」の課題は解決できない。
【００１０】
本発明の目的は、衛星の姿勢変動、反射鏡および給電部の取り付け誤差、および反射鏡面の変形による拡大係数変動に基づく指向方向誤差を除去するため、従来の回路に軽量の回路を追加するだけで、電気的に補償することが可能なアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法は、反射鏡と、複数のアンテナ素子で構成されるアレー給電部と、アレー給電部の各アンテナ素子を所定の振幅および位相で励振するマルチビーム形成装置とを有し、アレー給電部は反射鏡の焦点面を外れた位置に配置されるアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法において、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分から成る指向方向誤差成分を、異なる３地点以上の地理的位置における受信レベルまたは送信レベルに基づいて、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分に分けて算出する第１のステップと、算出されたアレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および算出された反射鏡の拡大係数変動成分に基づいて、アレー給電部を構成するアンテナ素子毎の移相量を算出する第２のステップと、マルチビーム形成装置の出力信号に対して、算出された移相量を与えて出力信号を加工し、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向の誤差補正を行う第３のステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法は、請求項１記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法において、第１のステップにおいて、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差を、指向方向誤差が零のときのアンテナボアサイト地点を含めた異なる２地点以上の地理的位置における受信レベルまたは送信レベルに基づいて、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分を算出することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法は、請求項１又は請求項２記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法において、反射鏡の拡大係数変動成分は、アレー給電部を構成する素子アンテナの配列が曲率を有するように電気的な移相量を与えることを特徴とする。
請求項４に記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法は、請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償方法において、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分の一部又は全てをアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの物理的位置を変更することで補償することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置は、反射鏡と、複数のアンテナ素子で構成されるアレー給電部と、アレー給電部の各アンテナ素子を所定の振幅および位相で励振するマルチビーム形成装置とを有し、アレー給電部は反射鏡の焦点面を外れた位置に配置されるアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置において、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分から成る指向方向誤差成分を、異なる３地点以上の地理的位置における受信レベルまたは送信レベルに基づいて、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分に分けて算出する第１演算手段と、算出されたアレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および算出された反射鏡の拡大係数変動成分に基づいて、アレー給電部を構成するアンテナ素子毎の移相量を算出する第２演算手段と、マルチビーム形成装置の出力信号に対して、算出された移相量を与えて出力信号を加工し、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向の誤差補正を行う指向方向誤差補正手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置は、請求項５記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置において、第１演算手段は、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差を、指向方向誤差が零のときのアンテナボアサイト地点を含めた異なる２地点以上の地理的位置における受信レベルまたは送信レベルに基づいて、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分を算出することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置は、請求項５又は請求項６記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置において、反射鏡の拡大係数変動成分は、アレー給電部を構成する素子アンテナの配列が曲率を有するように電気的な移相量を与えることを特徴とする。
請求項８に記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置は、請求項５乃至請求項７の何れか一つに記載のアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向誤差補償装置において、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分の一部又は全てをアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの物理的位置を変更することで補償することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、反射鏡の拡大係数変動に起因し、アンテナのボアサイトからの離角に比例して指向方向誤差量が増大する成分であって、アンテナのボアサイトの位置を補正しても、全ビームの指向方向誤差を一括して補償できない場合に有効なものである。
すなわち、アレー給電反射鏡アンテナの拡大係数は、反射鏡の開口径および曲率、反射鏡に対するアレー給電部の配置位置に大きく依存する。そのため反射鏡の鏡面変形などが発生すると、反射鏡とアレー給電部の相対的な位置関係が変化し拡大係数変動が生じるため、指向方向誤差が生じる。つまり、反射鏡の拡大係数が常に一定であるように、アレー給電部の配置位置を変更すれば、拡大係数変動に伴う指向方向誤差を補償することができる。実際にアレー給電部の物理的な位置を変更することは困難であるが、アレー給電部を構成する各アンテナ素子の励振信号に対して、移相量を与えることでアレー給電部の配置位置を電気的に変更することが可能となる。具体的には、アレー給電部を構成する素子アンテナの配列が、電気的に曲率を有するような移相量を与えればよい。このとき、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分は２変数を有し、反射鏡の鏡面変形による拡大係数変動成分は１変数を有するため、異なる３地点以上の地理的位置における受信または送信レベルから、算出することが可能である。特に、指向方向誤差が零のときのアンテナボアサイト地点を含む場合は、異なる２地点以上の地理的位置における受信または送信レベルから、算出することが可能である。
【００１８】
加えて、本発明は、衛星の姿勢変動、反射鏡および給電部の取り付け誤差に起因する、各ビームの相対的な位置関係が変わらない指向方向誤差であり、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイトの位置を補正することで、全ビームの指向方向誤差を一括して補償できるものに対しても有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、アレー給電部を構成する素子の励振位相を調整して指向方向誤差補償を行うため、指向方向誤差補償に要する回路は容易な構成で実現が可能である。特に、静止衛星の搭載用アンテナに適用した場合、軌道上での衛星の姿勢変動、反射鏡および給電部の取り付け誤差、反射鏡面の変形による指向方向誤差を全ビーム一括に電子的に補償できるため、効果は絶大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、図１０〜図１５に示す従来技術と同一部分には、同一符号を付している。以下、図１０に示すアレー給電反射鏡アンテナと図１に示すアレー給電部ｂとマルチビーム形成装置ｃを用いて、本実施形態について説明する。なお、この実施形態は特許請求の範囲に記載する全ての請求項に対応する。
【００２１】
すなわち、本実施形態において、アレー給電反射鏡アンテナは、図１０に示すように、反射鏡ａ、複数のアンテナ素子ｂ１〜ｂｎで構成されるアレー給電部ｂ、アレー給電部ｂの各アンテナ素子ｂ１〜ｂｎを所定の振幅および位相を有する信号で励振するためのマルチビーム形成装置ｃで構成され、アレー給電部ｂは反射鏡ａの焦点ａ１に対して前方に配置される。
【００２２】
また、図１は、本実施形態におけるマルチビーム形成装置ｃを示すブロック図である。図示するように、マルチビーム形成装置ｃは、入力信号を分配器ｃ１でアンテナ素子数分に分配した後に、固定移相器ｃ２と固定減衰器ｃ３で照射エリアに応じて適切に振幅および位相を制御した後、ビーム数分の信号を合成して各アンテナ素子ｂ１〜ｂｎを励振する。
【００２３】
このとき、指向方向誤差補償装置ｅは、指向方向誤差を補償するため、指向方向誤差を検出した後に、誤差補償のための移相量を算出して、各アンテナ素子ｂ１〜ｂｎの励振信号に対して、可変移相器ｄ１〜ｄｎを介することにより適切な移相量を与える。
ここで、請求項に記載する第１の演算手段と第２の演算手段は指向方向誤差補償装置ｅに対応し、同じく指向方向誤差補正手段は可変移相器ｄ１〜ｄｎに対応する。
【００２４】
図２は、図１に示す実施形態の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、指向方向誤差補償装置ｅは、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差を求める。すなわち、異なる３地点以上の地理的位置におけるビームの受信レベルまたは送信レベルから、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分を算出する。
【００２５】
ステップＳ２において、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分を補償するため、アレー給電部ｂを構成するアンテナ素子毎の移相量を算出する。
また、ステップＳ３において、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの反射鏡の拡大係数変動成分を補償するため、アレー給電部ｂを構成するアンテナ素子毎の移相量を算出する。
【００２６】
ステップＳ４において、ステップＳ２、Ｓ３で算出したボアサイト変動成分を補償するの移相量と拡大係数成分を補償する移相量とに基づいて、指定方向誤差を補償する移相量を算出する。
ステップＳ５において、マルチビーム形成装置ｃの出力信号に対し、ステップＳ４で求めた誤差量に応じた移相量を与えることにより、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差を補償する。
【００２７】
ここで、ボアサイト方向誤差成分を補償する移相量の決定方法は、図１５（ａ）に示す反射鏡ａの焦点ａ１とアレー給電部ｂの開口面の位置関係を、図１５（ｂ）に示すように誤差量に応じて物理的に回転させることで補償できるため、図１５（ｃ）の図中点線で示した仮想開口面にアンテナ素子ｂ１〜ｂｎが電気的に位置するような移相量を求めればよい。
【００２８】
このとき指向方向に誤差がない場合は、アンテナのボアサイト方向からのエネルギーは焦点ａ１に集まるが、ボアサイト方向の誤差が発生すると、エネルギーが集光される位置がずれ、このときの集光点を仮想焦点ａ２として回転量を定める。
アンテナボアサイトを電気的にずらした場合の解析結果を図３に示す。また、このときのアレー給電部ｂを構成する素子アンテナｂ１〜ｂｎの配置位置を図４に示し、図４中の素子アンテナｂ１〜ｂ１１について、このとき与えた移相量を図５に示す。
【００２９】
これより、各ビームの照射位置関係が保たれたまま、全体の照射エリアが一様に移動していることが確認できる。
拡大係数変動成分を補償する移相量の決定方法は、図６（ａ）に示す反射鏡ａの焦点ａ１とアレー給電部ｂの開口面の位置関係を、図６（ｂ）に示すように拡大係数が一定となるように、物理的に素子位置を移動させ、曲率を持たせることで補償できる。しかし、これは移動機構等が必要になるため現実的でない。そこで、図６（ｃ）の図中点線で示す仮想開口面に、アンテナ素子ｂ１〜ｂｎが仮想的に位置するように、電気的に移相量を与える。
【００３０】
図６に示した反射鏡変形に伴う指向方向誤差を、本実施形態により補償した場合の解析結果を図７に示す。アレー給電部ｂを構成する素子アンテナｂ１〜ｂｎのうち、素子アンテナｂ１〜ｂ１１について、このとき与えた移相量を図８に示す。これより、反射鏡の拡大係数変動成分を、一括して電気的に補正できていることが確認できる。
従って、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差を、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分に分類し、それぞれに応じた移相量を求めることで、少ない追加回路で電気的に指向方向誤差が補償できることになる。
【００３１】
また、これら２つの誤差成分を補償するときの、与えるべき移相量の代表値を図９に示す。このような移相量を与えることで、２つの誤差要因（ボアサイト変動成分と拡大係数成分）を一括して補正することができる。
なお、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差が零の場合には、アンテナボアサイト地点を含めた異なる２地点以上の地理的位置におけるビームの受信レベルまたは送信レベルから、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分および反射鏡の拡大係数変動成分を算出することができる。
【００３２】
なお、アレー給電部を構成する素子アンテナの配列に関しては、図１１に示すように、反射鏡の拡大係数変動成分に基づいて、算出された曲率を有するような移相量を電気的に与えるものである。
なお、本実施形態において、アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのボアサイト方向誤差成分の一部又は全てをアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの物理的位置を変更することで補償してもよい。これによって、電気的にボアサイト方向誤差成分を補償するよりも、より大きな誤差成分の補償が実現できる。
【００３３】
本実施形態によれば、従来技術（１）の課題である拡大係数の変化に伴うアレー給電反射鏡マルチビームアンテナの指向方向誤差補償の課題を解決することができ、従来技術（２）の課題である「Ｍ×Ｎ個の可変振幅・位相回路の装備」に対しては、追加する回路が、それぞれの素子アンテナに接続する可変移相器（ｄ１〜ｄｎ）と指定方向誤差補正装置（ｅ）のみとなるため、従来技術（２）についての課題も解決できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、人工衛星等に搭載する大型反射鏡を有する衛星搭載用アレー給電反射鏡マルチビームアンテナの分野において、産業上大いに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態（アレー給電部とマルチビーム形成装置と指定方向誤差補償装置）を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】アンテナボアサイトを電気的にずらした場合の解析結果を示す図である。
【図４】アレー給電部を構成する素子アンテナｂ１〜ｂｎの配置を示す図である。
【図５】ボアサイト方向を移動させる素子アンテナ毎の移動量を示す図である。
【図６】反射鏡変形による指向方向誤差を補償する移相量を示す概念図である。
【図７】指向方向誤差補償を適用した場合のアレー給電反射鏡アンテナの解析例を示す図である。
【図８】素子アンテナ毎の移相量を示す図である。
【図９】指向方向誤差を補償する素子アンテナ毎の移相量を示す図である。
【図１０】アレー給電反射鏡アンテナの構成を示す図である。
【図１１】アレー給電部とマルチビーム形成装置のブロック図である。
【図１２】アレー給電反射鏡マルチビームアンテナのアンテナパターン（ビーム照射領域）を示す図である。
【図１３】反射鏡の拡大係数変動を考慮したときのアンテナパターン（ビーム照射領域）の計算値である。
【図１４】アレー給電部とマルチビーム形成装置のブロック図である。
【図１５】ボアサイト方向の誤差を補償する移相量を示す概念図である。
【符号の説明】
【００３６】
ａ  反射鏡
ｂ  給電部
ａ１  反射鏡の焦点
ａ２  指向方向誤差を考慮した反射鏡の仮想焦点
ｂ  アレー給電部
ｂ１〜ｂｎ  素子アンテナ
ｃ  マルチビーム形成装置
ｃ１  分配器
ｃ２  固定移相器
ｃ３  固定減衰器
ｃ４  電力合成器
ｃ５  可変移相器
ｃ６  可変減衰器
ｄ  可変移相器
ｅ  指向方向誤差補償装置
【図１】
2006242752.tif 000003
【図２】
2006242752.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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