(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体から到来する信号の和信号及び差信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する信号変換手段と、
上記信号変換手段により和信号から変換されたＩ信号とＱ信号に基づいて上記和信号及び上記差信号を増幅する信号増幅手段と、
上記信号変換手段により変換されたベースバンド帯のＩ信号とＱ信号から、上記移動体に対する方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差を算出する角度誤差算出手段と、
上記和信号と雑音の比に対応する角度誤差増幅係数を上記角度誤差算出手段により算出された方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差に乗算する角度誤差増幅手段と
を備え、
上記角度誤差増幅手段は、
上記和信号と雑音の比ごとに、上記雑音を除いた和信号の信号レベルと上記雑音を含む和信号の信号レベルとの比の逆数を上記角度誤差増幅係数として予め記憶しているテーブルを有し、
上記信号変換手段により和信号から変換されたＩ信号とＱ信号を二乗和して和信号の信号レベルを算出し、当該和信号の信号レベルから予め計算により求められた上記雑音を除き、当該雑音を除いた和信号の信号レベルと雑音の比に対応する上記角度誤差増幅係数を上記テーブルから取得して、当該角度誤差増幅係数を上記角度誤差算出手段により算出された方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差に乗算することを特徴とする追尾受信機。
【請求項２】
移動体から到来する信号の和信号及び差信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する信号変換手段と、
上記信号変換手段により和信号から変換されたＩ信号とＱ信号に基づいて上記和信号及び上記差信号を増幅する信号増幅手段と、
上記信号変換手段により変換されたベースバンド帯のＩ信号とＱ信号から、上記移動体に対する方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差を算出する角度誤差算出手段と、
上記和信号と雑音の比に対応する角度誤差増幅係数を上記角度誤差算出手段により算出された方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差に乗算する角度誤差増幅手段と
を備え、
上記角度誤差増幅手段は、
上記信号変換手段により和信号から変換されたＩ信号とＱ信号を二乗和して和信号の信号レベルを算出し、予め計算により求められる上記雑音を除いた和信号の信号レベルと上記雑音を含んだままの和信号の信号レベルとの比の逆数を上記角度誤差増幅係数として算出する増幅係数算出手段を有し、
上記増幅係数算出手段により算出された上記角度誤差増幅係数を上記角度誤差算出手段により算出された方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差に乗算することを特徴とする追尾受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、衛星などの移動体を追尾する際に、アンテナの指向方向と移動体の角度誤差を検出して、その角度誤差をアンテナ制御系に供給するモノパルス方式の追尾受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星から到来する信号を受信することで、その衛星を自動追尾する衛星通信システムにおける追尾受信機の役割は、衛星から到来する信号の和信号（ＳＵＭ信号）と差信号（ＥＲＲ信号）から、その衛星に対するアンテナの方位角ＡＺの角度誤差及び仰角ＥＬの角度誤差を算出して、その方位角ＡＺの角度誤差及び仰角ＥＬの角度誤差をアンテナ制御系に供給することである。
アンテナ制御系では、追尾受信機から角度誤差を受けることで、アンテナの指向方向を衛星に向けることが可能になり、衛星の自動追尾を実現することができる。
【０００３】
図５は以下の特許文献１に開示されている追尾受信機を示す構成図である。
以下、図５の追尾受信機の動作を簡単に説明する。
アンテナ１０１は複数のホーンを備えており、複数のホーンが衛星から到来する信号を受信する。
受信回路１０２は、アンテナ１０１における複数のホーンが信号を受信すると、複数のホーンで受信された信号の周波数を変換し、周波数変換後の複数の信号の和を取ることで、和信号であるＳＵＭ信号を生成する。
また、周波数変換後の複数の信号の差を取ることで、差信号であるＥＲＲ信号を生成する。
【０００４】
追尾受信機の帯域通過型フィルタ１０３Ａ（図では、「ＢＰＦ」と表記している）は、受信回路１０２により生成されたＳＵＭ信号における不要な帯域を除去するために、そのＳＵＭ信号の帯域制限を行う。
帯域通過型フィルタ１０３Ｂ（図では、「ＢＰＦ」と表記している）は、受信回路１０２により生成されたＥＲＲ信号における不要な帯域を除去するために、そのＥＲＲ信号の帯域制限を行う。
【０００５】
図５の追尾受信機では、アンテナの方位角ＡＺと仰角ＥＬの角度誤差をＳＵＭ信号でＥＲＲ信号を検波することで検出するため、基準となるＳＵＭ信号の信号レベルを一定にする必要がある。
そのため、自動制御利得増幅器１０４Ａ（図では、「ＡＧＣ」と表記している）は、ＡＧＣ回路１１１（図では、「ＡＧＣ  ＣＴＲＬ」と表記している）から出力されるＡＧＣ制御電圧にしたがって、帯域通過型フィルタ１０３Ａから出力されたＳＵＭ信号を増幅する。
自動制御利得増幅器１０４Ｂ（図では、「ＡＧＣ」と表記している）についても、ＡＧＣ回路１１１から出力されるＡＧＣ制御電圧にしたがって、帯域通過型フィルタ１０３Ｂから出力されたＥＲＲ信号を増幅する。
【０００６】
アナログ・デジタルコンバータ１０５Ａ（図では、「Ａ／Ｄ」と表記している）は、自動制御利得増幅器１０４Ａにより増幅されたＳＵＭ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号であるＳＵＭ信号を検波器１０８Ａ，１０８Ｂに出力する。
アナログ・デジタルコンバータ１０５Ｂ（図では、「Ａ／Ｄ」と表記している）は、自動制御利得増幅器１０４Ｂにより増幅されたＥＲＲ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号であるＥＲＲ信号を検波器１０８Ｃ，１０８Ｄに出力する。
【０００７】
準同期検波用クロックを発振するクロック発振源１０６、準同期検波用クロックの位相を９０度移相する９０度移相器１０７Ａ（図では、「π／２」と表記している）及び検波器１０８Ａ，１０８Ｂから、ＳＵＭ信号の準同期検波を実施して、そのＳＵＭ信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する信号変換手段が構成されており、検波器１０８ＡからＩ信号が出力され、検波器１０８ＢからＱ信号が出力される。
また、クロック発振源１０６、９０度移相器１０７Ｂ（図では、「π／２」と表記している）及び検波器１０８Ｃ，１０８Ｄから、ＥＲＲ信号の準同期検波を実施して、そのＥＲＲ信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する信号変換手段が構成されており、検波器１０８ＣからＩ信号が出力され、検波器１０８ＤからＱ信号が出力される。
【０００８】
低域通過型フィルタ１０９Ａ〜１０９Ｄ（図では、「ＬＰＦ」と表記している）は、検波器１０８Ａ〜１０８Ｄから出力されたＩ信号又はＱ信号の中で、所定の帯域より高域の信号の通過を阻止して、低域の信号だけを通過させる。
電力算出部１１０（図では、「ｘ２＋ｙ２」と表記している）は、低域通過型フィルタ１０９Ａから出力されたＩ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ１０９Ｂから出力されたＱ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）の二乗和を算出することでＳＵＭ信号の信号レベルを算出する。
ＡＧＣ回路１１１は、基準となるＳＵＭ信号の信号レベルを一定にするため、電力算出部１１０により算出されたＳＵＭ信号の信号レベルに基づいて、自動制御利得増幅器１０４Ａ，１０４Ｂに出力するＡＧＣ制御電圧を調整する。
【０００９】
乗算処理部１１２Ａは、低域通過型フィルタ１０９Ａから出力されたＩ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ１０９Ｃから出力されたＩ信号（ＥＲＲ信号から変換された信号）とを乗算し、乗算処理部１１２Ｂは、低域通過型フィルタ１０９Ｂから出力されたＱ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ１０９Ｄから出力されたＱ信号（ＥＲＲ信号から変換された信号）とを乗算し、加算処理部１１３Ａは、乗算処理部１１２Ａの乗算結果と乗算処理部１１２Ｂの乗算結果とを加算する。
【００１０】
乗算処理部１１２Ｃは、低域通過型フィルタ１０９Ａから出力されたＩ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ１０９Ｄから出力されたＱ信号（ＥＲＲ信号から変換された信号）とを乗算し、乗算処理部１１２Ｄは、低域通過型フィルタ１０９Ｂから出力されたＱ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ１０９Ｃから出力されたＩ信号（ＥＲＲ信号から変換された信号）とを乗算し、加算処理部１１３Ｂは、乗算処理部１１２Ｃの乗算結果から乗算処理部１１２Ｄの乗算結果を減算する。
【００１１】
逆数演算処理部１１４（図では、「１／ｘ」と表記している）は、電力算出部１１０により算出されたＳＵＭ信号の信号レベルの逆数を算出する。
乗算処理部１１５Ａは、逆数演算処理部１１４により算出された逆数を加算処理部１１３Ａの加算結果に乗算することで方位角ＡＺの角度誤差を算出し、その方位角ＡＺの角度誤差をアンテナ制御系に供給する。
乗算処理部１１５Ｂは、逆数演算処理部１１４により算出された逆数を加算処理部１１３Ｂの減算結果に乗算することで仰角ＥＬの角度誤差を算出し、その仰角ＥＬの角度誤差をアンテナ制御系に供給する。
【００１２】
これにより、アンテナ制御系では、追尾受信機から出力された方位角ＡＺ及び仰角ＥＬの角度誤差にしたがってアンテナの指向方向を衛星に向ける制御が行われるが、周回衛星における衛星通信システムでは、可能な限り衛星と通信可能な状態を維持することが望まれるため、例えば、衛星が地平線から昇る段階の環境下など、衛星から到来する信号レベルが低い環境下でも、正確な角度誤差がアンテナ制御系に供給されることが望まれる。
【００１３】
因みに、搬送波対雑音比であるＣ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が低い場合、追尾受信機の動作において、ＳＵＭ信号の信号レベルの算出精度に影響が現れる。
即ち、電力算出部１１０により算出されるＳＵＭ信号の信号レベルは、システム雑音を含んでいるＳＵＭ信号の信号レベルであるため、Ｃ／Ｎが高い場合には、システム雑音の影響が小さく、正確な角度誤差を算出することができる。
しかし、Ｃ／Ｎが低い場合には、システム雑音の影響を無視することができず、ＳＵＭ信号の信号レベルの算出結果が、実際のＳＵＭ信号の信号レベルと比べて高くなる。
【００１４】
このように、ＳＵＭ信号の信号レベルの算出結果が高くなってしまうと、ＡＧＣ回路１１１から出力されるＡＧＣ制御電圧が低くなるため、自動制御利得増幅器１０４Ａ，１０４ＢにおけるＳＵＭ信号，ＥＲＲ信号の増幅量が抑えられ、方位角ＡＺ及び仰角ＥＬの角度誤差の検出量が低下する。特に、Ｃ／Ｎが１０ｄＢより低くなると、乗算処理部１１５Ａ，１１５Ｂにより算出される方位角ＡＺ及び仰角ＥＬの角度誤差が、実際の角度誤差より１ｄＢ以上低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平７−２２８７９号公報（段落番号［００１１］から［００１２］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
従来の追尾受信機は以上のように構成されているので、Ｃ／Ｎが高い環境下では、方位角ＡＺ及び仰角ＥＬの角度誤差を正確に算出することができるが、Ｃ／Ｎが低い環境下では、方位角ＡＺ及び仰角ＥＬの角度誤差を正確に算出することができず、衛星の追尾が困難になることがあるなどの課題があった。
【００１７】
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、Ｃ／Ｎが低い環境下における方位角ＡＺ及び仰角ＥＬの角度誤差の検出量の低下を抑制することができる追尾受信機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明に係る追尾受信機は、移動体から到来する信号の和信号及び差信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段により和信号から変換されたＩ信号とＱ信号に基づいて和信号及び差信号を増幅する信号増幅手段と、信号変換手段により変換されたベースバンド帯のＩ信号とＱ信号から、移動体に対する方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差を算出する角度誤差算出手段と、和信号と雑音の比に対応する角度誤差増幅係数を角度誤差算出手段により算出された方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差に乗算する角度誤差増幅手段とを備え、角度誤差増幅手段は、和信号と雑音の比ごとに、雑音を除いた和信号の信号レベルと雑音を含む和信号の信号レベルとの比の逆数を角度誤差増幅係数として予め記憶しているテーブルを有し、信号変換手段により和信号から変換されたＩ信号とＱ信号を二乗和して和信号の信号レベルを算出し、当該和信号の信号レベルから予め計算により求められた雑音を除き、当該雑音を除いた和信号の信号レベルと雑音の比に対応する角度誤差増幅係数をテーブルから取得して、当該角度誤差増幅係数を角度誤差算出手段により算出された方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差に乗算するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、移動体から到来する信号の和信号及び差信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段により和信号から変換されたＩ信号とＱ信号に基づいて和信号及び差信号を増幅する信号増幅手段と、信号変換手段により変換されたベースバンド帯のＩ信号とＱ信号から、移動体に対する方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差を算出する角度誤差算出手段と、和信号と雑音の比に対応する角度誤差増幅係数を角度誤差算出手段により算出された方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差に乗算する角度誤差増幅手段とを備え、角度誤差増幅手段は、和信号と雑音の比ごとに、雑音を除いた和信号の信号レベルと雑音を含む和信号の信号レベルとの比の逆数を角度誤差増幅係数として予め記憶しているテーブルを有し、信号変換手段により和信号から変換されたＩ信号とＱ信号を二乗和して和信号の信号レベルを算出し、当該和信号の信号レベルから予め計算により求められた雑音を除き、当該雑音を除いた和信号の信号レベルと雑音の比に対応する角度誤差増幅係数をテーブルから取得して、当該角度誤差増幅係数を角度誤差算出手段により算出された方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差に乗算するように構成したので、Ｃ／Ｎが低い環境下における方位角の角度誤差及び仰角の角度誤差の検出量の低下を抑制することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１による追尾受信機を示す構成図である。
【図２】図２はベースバンド帯のＩ信号とＱ信号のイメージを示す説明図である。
【図３】ＳＵＭ信号のＣ／Ｎに対応する比ＲＥＲＲを示す特性図である。
【図４】この発明の実施の形態２による追尾受信機を示す構成図である。
【図５】特許文献１に開示されている追尾受信機を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による追尾受信機を示す構成図である。
図１において、アンテナ１は複数のホーンを備えており、複数のホーンが衛星から到来する信号を受信する。
受信回路２はアンテナ１における複数のホーンが信号を受信すると、複数のホーンで受信された信号の周波数を変換し、周波数変換後の複数の信号の和を取ることで、和信号であるＳＵＭ信号を生成する処理を実施する。また、周波数変換後の複数の信号の差を取ることで、差信号であるＥＲＲ信号を生成する処理を実施する。
【００２２】
追尾受信機の帯域通過型フィルタ３Ａ（図では、「ＢＰＦ」と表記している）は受信回路２により生成されたＳＵＭ信号における不要な帯域を除去するために、そのＳＵＭ信号の帯域制限を行うフィルタである。
帯域通過型フィルタ３Ｂ（図では、「ＢＰＦ」と表記している）は受信回路２により生成されたＥＲＲ信号における不要な帯域を除去するために、そのＥＲＲ信号の帯域制限を行うフィルタである。
【００２３】
自動制御利得増幅器４Ａ（図では、「ＡＧＣ」と表記している）はＡＧＣ回路１１から出力されるＡＧＣ制御電圧にしたがって、帯域通過型フィルタ３Ａから出力されたＳＵＭ信号を増幅する処理を実施する。
自動制御利得増幅器４Ｂ（図では、「ＡＧＣ」と表記している）はＡＧＣ回路１１から出力されるＡＧＣ制御電圧にしたがって、帯域通過型フィルタ３Ｂから出力されたＥＲＲ信号を増幅する処理を実施する。
【００２４】
アナログ・デジタルコンバータ５Ａ（図では、「Ａ／Ｄ」と表記している）は自動制御利得増幅器４Ａにより増幅されたＳＵＭ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号であるＳＵＭ信号を検波器８Ａ，８Ｂに出力する処理を実施する。
アナログ・デジタルコンバータ５Ｂ（図では、「Ａ／Ｄ」と表記している）は自動制御利得増幅器４Ｂにより増幅されたＥＲＲ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号であるＥＲＲ信号を検波器８Ｃ，８Ｄに出力する処理を実施する。
【００２５】
クロック発振源６は準同期検波用クロックを発振する発振器である。
９０度移相器７Ａ（図では、「π／２」と表記している）はクロック発振源６から発振された準同期検波用クロックの位相を９０度移相して、９０度移相後の準同期検波用クロックを検波器８Ｂに出力する処理を実施する。
９０度移相器７Ｂ（図では、「π／２」と表記している）はクロック発振源６から発振された準同期検波用クロックの位相を９０度移相して、９０度移相後の準同期検波用クロックを検波器８Ｄに出力する処理を実施する。
【００２６】
検波器８Ａはクロック発振源６から発振された準同期検波用クロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータ５Ａから出力されたＳＵＭ信号をベースバンド帯のＩ信号に変換する処理を実施する。
検波器８Ｂは９０度移相器７Ａから出力された９０度移相後の準同期検波用クロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータ５Ａから出力されたＳＵＭ信号をベースバンド帯のＱ信号に変換する処理を実施する。
【００２７】
検波器８Ｃはクロック発振源６から発振された準同期検波用クロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータ５Ｂから出力されたＥＲＲ信号をベースバンド帯のＩ信号に変換する処理を実施する。
検波器８Ｄは９０度移相器７Ｂから出力された９０度移相後の準同期検波用クロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータ５Ｂから出力されたＥＲＲ信号をベースバンド帯のＱ信号に変換する処理を実施する。
なお、アナログ・デジタルコンバータ５Ａ，５Ｂ、クロック発振源６、９０度移相器７Ａ，７Ｂ及び検波器８Ａ〜８Ｄから信号変換手段が構成されている。
【００２８】
低域通過型フィルタ９Ａ〜９Ｄ（図では、「ＬＰＦ」と表記している）は検波器８Ａ〜８Ｄから出力されたＩ信号又はＱ信号の中で、所定の帯域より高域の信号の通過を阻止して、低域の信号だけを通過させるフィルタである。
電力算出部１０（図では、「ｘ２＋ｙ２」と表記している）は低域通過型フィルタ９Ａから出力されたＩ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ９Ｂから出力されたＱ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）の二乗和を算出することでＳＵＭ信号の信号レベルを算出する処理を実施する。
【００２９】
ＡＧＣ回路１１（図では、「ＡＧＣ  ＣＴＲＬ」と表記している）は基準となるＳＵＭ信号の信号レベルを一定にするため、電力算出部１０により算出されたＳＵＭ信号の信号レベルに基づいて、自動制御利得増幅器４Ａ，４Ｂに出力するＡＧＣ制御電圧を調整する処理を実施する。
なお、自動制御利得増幅器４Ａ，４Ｂ、電力算出部１０及びＡＧＣ回路１１から信号増幅手段が構成されている。
【００３０】
乗算処理部１２Ａは低域通過型フィルタ９Ａから出力されたＩ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ９Ｃから出力されたＩ信号（ＥＲＲ信号から変換された信号）とを乗算し、その乗算結果を加算処理部１３Ａに出力する処理を実施する。
乗算処理部１２Ｂは低域通過型フィルタ９Ｂから出力されたＱ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ９Ｄから出力されたＱ信号（ＥＲＲ信号から変換された信号）とを乗算し、その乗算結果を加算処理部１３Ａに出力する処理を実施する。
【００３１】
乗算処理部１２Ｃは低域通過型フィルタ９Ａから出力されたＩ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ９Ｄから出力されたＱ信号（ＥＲＲ信号から変換された信号）とを乗算し、その乗算結果を加算処理部１３Ｂに出力する処理を実施する。
乗算処理部１２Ｄは低域通過型フィルタ９Ｂから出力されたＱ信号（ＳＵＭ信号から変換された信号）と低域通過型フィルタ９Ｃから出力されたＩ信号（ＥＲＲ信号から変換された信号）とを乗算し、その乗算結果を加算処理部１３Ｂに出力する処理を実施する。
【００３２】
加算処理部１３Ａは乗算処理部１２Ａの乗算結果と乗算処理部１２Ｂの乗算結果とを加算し、その加算結果を乗算処理部１５Ａに出力する処理を実施する。
加算処理部１３Ｂは乗算処理部１２Ｃの乗算結果から乗算処理部１２Ｄの乗算結果を減算し、その減算結果を乗算処理部１５Ｂに出力する処理を実施する。
逆数演算処理部１４（図では、「１／ｘ」と表記している）は電力算出部１０により算出されたＳＵＭ信号の信号レベルの逆数を算出する処理を実施する。
【００３３】
乗算処理部１５Ａは逆数演算処理部１４により算出された逆数を加算処理部１３Ａの加算結果に乗算することで方位角ＡＺの角度誤差を算出する処理を実施する。
乗算処理部１５Ｂは逆数演算処理部１４により算出された逆数を加算処理部１３Ｂの減算結果に乗算することで仰角ＥＬの角度誤差を算出する処理を実施する。
なお、電力算出部１０、乗算処理部１２Ａ〜１２Ｄ、加算処理部１３Ａ，１３Ｂ、逆数演算処理部１４及び乗算処理部１５Ａ，１５Ｂから角度誤差算出手段が構成されている。
【００３４】
角度誤差増幅係数テーブル１６は例えばＲＡＭなどの記録媒体から構成されており、ＳＵＭ信号のＣ／Ｎ（ＳＵＭ信号と雑音の比）に対応する角度誤差増幅係数αを記憶している。
角度誤差増幅係数取得部１７は角度誤差増幅係数テーブル１６からＳＵＭ信号のＣ／Ｎに対応する角度誤差増幅係数αを取得して、その角度誤差増幅係数αを乗算処理部１８Ａ，１８Ｂに出力する処理を実施する。
【００３５】
乗算処理部１８Ａは角度誤差増幅係数取得部１７から出力された角度誤差増幅係数αを乗算処理部１５Ａにより算出された方位角ＡＺの角度誤差に乗算する処理を実施する。
乗算処理部１８Ｂは角度誤差増幅係数取得部１７から出力された角度誤差増幅係数αを乗算処理部１５Ｂにより算出された仰角ＥＬの角度誤差に乗算する処理を実施する。
なお、角度誤差増幅係数テーブル１６、角度誤差増幅係数取得部１７及び乗算処理部１８Ａ，１８Ｂから角度誤差増幅手段が構成されている。
【００３６】
次に動作について説明する。
アンテナ１は、複数のホーンを備えており、複数のホーンが衛星から到来する信号を受信する。
受信回路２は、アンテナ１における複数のホーンが信号を受信すると、複数のホーンで受信された信号の周波数を変換し、周波数変換後の複数の信号の和を取ることで、和信号であるＳＵＭ信号を生成するとともに、周波数変換後の複数の信号の差を取ることで、差信号であるＥＲＲ信号を生成する。
【００３７】
このＳＵＭ信号とＥＲＲ信号が、モノパルス方式を採用している追尾受信機の入力となるが、時刻ｔにおけるＳＵＭ信号をＳＳＵＭ（ｔ）、時刻ｔにおけるＥＲＲ信号をＳＥＲＲ（ｔ）とすると、ＳＳＵＭ（ｔ）及びＳＥＲＲ（ｔ）は、一般的に下記の式（１）、式（２）で与えられる。
0005721467.tif 000002
ここで、ｒｓはＳＵＭ信号の振幅、θsはＳＵＭ信号の位相、ｒeはＥＲＲ信号の振幅、θeはＥＲＲ信号の位相、ｆｃは中間周波数である。
【００３８】
追尾受信機の帯域通過型フィルタ３Ａは、受信回路２により生成されたＳＵＭ信号における不要な帯域を除去するために、そのＳＵＭ信号の帯域制限を行い、帯域制限後のＳＵＭ信号を自動制御利得増幅器４Ａに出力する。
帯域通過型フィルタ３Ｂは、受信回路２により生成されたＥＲＲ信号における不要な帯域を除去するために、そのＥＲＲ信号の帯域制限を行い、帯域制限後のＥＲＲ信号を自動制御利得増幅器４Ｂに出力する。
【００３９】
図１の追尾受信機では、アンテナの方位角ＡＺと仰角ＥＬの角度誤差をＳＵＭ信号でＥＲＲ信号を検波することで検出するため、基準となるＳＵＭ信号の信号レベルを一定にする必要がある。
そのため、自動制御利得増幅器４Ａは、後述するＡＧＣ回路１１から出力されるＡＧＣ制御電圧にしたがって、帯域通過型フィルタ３Ａから出力されたＳＵＭ信号を増幅し、増幅後のＳＵＭ信号をアナログ・デジタルコンバータ５Ａに出力する。
自動制御利得増幅器４Ｂについても、ＡＧＣ回路１１から出力されるＡＧＣ制御電圧にしたがって、帯域通過型フィルタ３Ｂから出力されたＥＲＲ信号を増幅し、増幅後のＥＲＲ信号をアナログ・デジタルコンバータ５Ｂに出力する。
【００４０】
アナログ・デジタルコンバータ５Ａ、クロック発振源６、９０度移相器７Ａ及び検波器８Ａ，８Ｂから構成されている信号変換手段は、自動制御利得増幅器４Ａから増幅後のＳＵＭ信号を受けると、そのＳＵＭ信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する。
即ち、アナログ・デジタルコンバータ５Ａは、自動制御利得増幅器４Ａから増幅後のＳＵＭ信号を受けると、そのＳＵＭ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号であるＳＵＭ信号を検波器８Ａ，８Ｂに出力する。
９０度移相器７Ａは、クロック発振源６から発振された準同期検波用クロックの位相を９０度移相して、９０度移相後の準同期検波用クロックを検波器８Ｂに出力する。
【００４１】
検波器８Ａは、クロック発振源６から発振された準同期検波用クロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータ５Ａから出力されたＳＵＭ信号をベースバンド帯のＩ信号に変換する。
検波器８Ｂは、９０度移相器７Ａから出力された９０度移相後の準同期検波用クロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータ５Ａから出力されたＳＵＭ信号をベースバンド帯のＱ信号に変換する。
【００４２】
また、アナログ・デジタルコンバータ５Ｂ、クロック発振源６、９０度移相器７Ｂ及び検波器８Ｃ，８Ｄから構成されている信号変換手段は、自動制御利得増幅器４Ｂから増幅後のＥＲＲ信号を受けると、そのＥＲＲ信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する。
即ち、アナログ・デジタルコンバータ５Ｂは、自動制御利得増幅器４Ｂから増幅後のＥＲＲ信号を受けると、そのＥＲＲ信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、デジタル信号であるＥＲＲ信号を検波器８Ｃ，８Ｄに出力する。
９０度移相器７Ｂは、クロック発振源６から発振された準同期検波用クロックの位相を９０度移相して、９０度移相後の準同期検波用クロックを検波器８Ｄに出力する。
【００４３】
検波器８Ｃは、クロック発振源６から発振された準同期検波用クロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータ５Ｂから出力されたＥＲＲ信号をベースバンド帯のＩ信号に変換する。
検波器８Ｄは、９０度移相器７Ｂから出力された９０度移相後の準同期検波用クロックを用いて、アナログ・デジタルコンバータ５Ｂから出力されたＥＲＲ信号をベースバンド帯のＱ信号に変換する。
【００４４】
ここで、検波器８Ａ〜８Ｄから出力されて低域通過型フィルタ９Ａ〜９Ｄを通過したベースバンド帯のＩ信号とＱ信号は、下記の式（３）〜（６）で表される。図２はベースバンド帯のＩ信号とＱ信号のイメージを示す説明図である。
0005721467.tif 000003
ここで、ＩｓはＳＵＭ信号から変換されたベースバンド帯のＩ信号、ＱｓはＳＵＭ信号から変換されたベースバンド帯のＱ信号、ＩｅはＥＲＲ信号から変換されたベースバンド帯のＩ信号、ＱｅはＥＲＲ信号から変換されたベースバンド帯のＱ信号である。
【００４５】
詳細は後述するが、電力算出部１０、乗算処理部１２Ａ〜１２Ｄ、加算処理部１３Ａ，１３Ｂ、逆数演算処理部１４及び乗算処理部１５Ａ，１５Ｂから構成されている角度誤差算出手段は、ＥＲＲ信号をＳＵＭ信号で検波することで得られる方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌと仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌは、下記の式（７）、式（８）で表される。
0005721467.tif 000004
ここで、θはＳＵＭ信号の位相を基準にしたときのＥＲＲ信号の位相である。
【００４６】
方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌと仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌは、式（３）〜（８）より、Ｉｓ、Ｑｓ、Ｉｅ、Ｑｅのみで表現すると、下記の式（９）、式（１０）のようになる。
0005721467.tif 000005
【００４７】
乗算処理部１２Ａは、低域通過型フィルタ９Ａから出力されたＩ信号であるＩｓと、低域通過型フィルタ９Ｃから出力されたＩ信号であるＩｅとを乗算し、その乗算結果（ＩｓＩｅ）を加算処理部１３Ａに出力する。
乗算処理部１２Ｂは、低域通過型フィルタ９Ｂから出力されたＱ信号であるＱｓと、低域通過型フィルタ９Ｄから出力されたＱ信号であるＱｅとを乗算し、その乗算結果（ＱｓＱｅ）を加算処理部１３Ａに出力する。
【００４８】
乗算処理部１２Ｃは、低域通過型フィルタ９Ａから出力されたＩ信号であるＩｓと、低域通過型フィルタ９Ｄから出力されたＱ信号であるＱｅとを乗算し、その乗算結果（ＱｅＩｓ）を加算処理部１３Ｂに出力する。
乗算処理部１２Ｄは、低域通過型フィルタ９Ｂから出力されたＱ信号であるＱｓと、低域通過型フィルタ９Ｃから出力されたＩ信号であるＩｅとを乗算し、その乗算結果（ＩｅＱｓ）を加算処理部１３Ｂに出力する。
【００４９】
加算処理部１３Ａは、乗算処理部１２Ａの乗算結果（ＩｓＩｅ）と乗算処理部１２Ｂの乗算結果（ＱｓＱｅ）とを加算し、その加算結果（ＩｓＩｅ＋ＱｓＱｅ）を乗算処理部１５Ａに出力する。
加算処理部１３Ｂは、乗算処理部１２Ｃの乗算結果（ＱｅＩｓ）から乗算処理部１２Ｄの乗算結果（ＩｅＱｓ）を減算し、その減算結果（ＱｅＩｓ−ＩｅＱｓ）を乗算処理部１５Ｂに出力する。
【００５０】
電力算出部１０は、ＳＵＭ信号の信号レベルとして、低域通過型フィルタ９Ａから出力されたＩ信号であるＩｓと、低域通過型フィルタ９Ｂから出力されたＱ信号であるＱｓとの二乗和（Ｉｓ２＋Ｑｓ２）を算出する。
逆数演算処理部１４は、電力算出部１０がＳＵＭ信号の信号レベルとして、ＩｓとＱｓの二乗和（Ｉｓ２＋Ｑｓ２）を算出すると、その信号レベルの逆数（１／（Ｉｓ２＋Ｑｓ２））を算出する。
【００５１】
乗算処理部１５Ａは、逆数演算処理部１４により算出された逆数（１／（Ｉｓ２＋Ｑｓ２））を加算処理部１３Ａの加算結果（ＩｓＩｅ＋ＱｓＱｅ）に乗算することで、方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌを算出する（式（９）を参照）。
乗算処理部１５Ｂは、逆数演算処理部１４により算出された逆数（１／（Ｉｓ２＋Ｑｓ２））を加算処理部１３Ｂの減算結果（ＱｅＩｓ−ＩｅＱｓ）に乗算することで、仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌを算出する（式（１０）を参照）。
【００５２】
ＡＧＣ回路１１は、基準となるＳＵＭ信号の信号レベルを一定にするため、電力算出部１０により算出されたＳＵＭ信号の信号レベルに基づいて、自動制御利得増幅器４Ａ，４Ｂに出力するＡＧＣ制御電圧を調整する。
しかし、ＳＵＭ信号のＣ／Ｎが低い場合、システム雑音の影響を無視することができず、ＳＵＭ信号の信号レベルの算出結果が、実際のＳＵＭ信号の信号レベルと比べて高くなり、ＡＧＣ回路１１から出力されるＡＧＣ制御電圧が低くなるため、自動制御利得増幅器４Ａ，４ＢにおけるＳＵＭ信号，ＥＲＲ信号の増幅量が抑えられ、方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ及び仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌの検出量が低下する。
【００５３】
そこで、この実施の形態１では、角度誤差増幅係数取得部１７が、角度誤差増幅係数テーブル１６からＳＵＭ信号のＣ／Ｎに対応する角度誤差増幅係数αを取得し、乗算処理部１８Ａ，１８Ｂが、その角度誤差増幅係数αを方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ及び仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌの検出量に乗算することで、その角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ，Ｅｌｉｄｅａｌの検出量の低下を抑制している。
具体的には、以下の通りである。
【００５４】
まず、方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ及び仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌの検出量が低下する原因は、システム雑音がＳＵＭ信号に含まれていることである。
電力算出部１０により算出されるＳＵＭ信号の信号レベルを示す電力値ＣＴＯＴＡＬは、下記の式（１１）で表される。
0005721467.tif 000006
【００５５】
ここで、ＣＳＵＭ［ｄＢｍ］は自動制御利得増幅器４Ａから出力されたＳＵＭ信号の信号レベル、ＴＳＵＭ［Ｋ］はＳＵＭ系システム雑音温度、ｋ［Ｊ／Ｋ］はボルツマン定数（１．３８×１０−２３）、Ｂ［Ｈｚ］は追尾受信機の帯域（帯域通過型フィルタ３Ａ，３Ｂの通過帯域）である。
式（１２）はＳＵＭ信号の信号レベルＣＳＵＭ［ｄＢｍ］を真数に変換する式であり、単位は［Ｗ］である。式(１３)はシステム雑音を表す式である。
【００５６】
したがって、ＡＧＣ回路１１では、式（１１）で表される電力値ＣＴＯＴＡＬからＡＧＣ制御電圧を生成することになるが、ＳＵＭ信号のＣ／Ｎが低い場合（特に、Ｃ／Ｎが１０ｄＢより低い場合）、システム雑音の影響が大きく、ＡＧＣ制御電圧が抑制されることが分かる。
一方、追尾受信機で、方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ及び仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌが検出される際にも、システム雑音が含まれているＳＵＭ信号及びＥＲＲ信号が使用される。ＳＵＭ信号及びＥＲＲ信号のＩ成分とＱ成分には、システム雑音がそれぞれ含まれているが、それぞれのシステム雑音は無相関である。
【００５７】
したがって、角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ，Ｅｌｉｄｅａｌの検出において、式（９）、式（１０）の分子は、Ｉ成分及びＱ成分を積算してからフィルタにかけて平均化すれば、システム雑音の影響が小さくなって無視することができるようになる。
しかし、式（９）、式（１０）の分母は、ＳＵＭ信号の電力を示すため、システム雑音の影響がある。
そこで、式（９）、式（１０）をシステム雑音の影響を含んでいる式に書き直すと、下記の式（１４）、式（１５）のようになる。
0005721467.tif 000007
【００５８】
よって、ＡＧＣ制御電圧によるＳＵＭ信号及びＥＲＲ信号の増幅量が抑圧された分だけ角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ，Ｅｌｉｄｅａｌの検出量が低下することになり、本来検出されるべき角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ，Ｅｌｉｄｅａｌと、実際に検出される角度誤差Ａｚｒｅａｌ，Ｅｌｒｅａｌとの比ＲＥＲＲは、（Ａｚｒｅａｌ／Ａｚｉｄｅａｌ）または（Ｅｌｒｅａｌ／Ｅｌｉｄｅａｌ）を計算することで求まり、下記の式（１６）のようになる。
0005721467.tif 000008
【００５９】
式（１６）より、本来検出されるべき角度誤差を得るには、システム雑音で抑制されている角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ，Ｅｌｉｄｅａｌに比ＲＥＲＲの逆数αを乗算すればよい。
0005721467.tif 000009
例えば、自動制御利得増幅器４Ａから出力されたＳＵＭ信号の信号レベルとシステム雑音が同一値のときは（Ｃ／Ｎ＝０ｄＢ）、式（１６）より、比ＲＥＲＲが１／２になるので、比ＲＥＲＲの逆数である“２”を乗算することで、本来検出すべき角度誤差を取得することができる。
【００６０】
ここで、図３はＳＵＭ信号のＣ／Ｎに対応する比ＲＥＲＲを示す特性図である。
システム雑音で抑制されている角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ，Ｅｌｉｄｅａｌに乗算する比ＲＥＲＲの逆数αが角度誤差増幅係数αであるとすると、角度誤差増幅係数αは式（１７）で表される。
ＳＵＭ信号のＣ／Ｎが分かれば、角度誤差増幅係数αを算出することが可能であり、システム雑音は受信系システムで決まるものである。
そのため、この実施の形態１では、予め、式（１７）を利用して、ＳＵＭ信号における各種の信号レベルに対応する角度誤差増幅係数αを算出することで、その角度誤差増幅係数αを角度誤差増幅係数テーブル１６に格納し、Ｃ／Ｎに対応する角度誤差増幅係数αを記憶している角度誤差増幅係数テーブル１６を用意する。
【００６１】
角度誤差増幅係数テーブル１６は、そのテーブルを構成するデバイスのメモリ容量にもよるが、例えば、ＳＵＭ信号の信号レベルの１ｄＢステップ毎に値を計算し、例えば、５０〜１００個程度のデータをテーブル情報として保持し、それらのテーブル情報を補間して角度誤差増幅係数αを算出することで十分な効果が期待される。
【００６２】
最後に、追尾受信機内でのＣ／Ｎの算出方法について説明する。
システム雑音は回線設計を行うことで、机上で求めることができるため、そのシステム雑音をＮＳＵＭとして、デバイスに記憶させる。
追尾受信機内の動作において、電力算出部１０により算出されるＳＵＭ信号の信号レベルを示す電力値ＣＴＯＴＡＬは、式（１１）に示すように、ＳＵＭ信号の信号レベルＣＳＵＭとシステム雑音ＮＳＵＭを合わせたものである。
したがって、電力算出部１０により算出された電力値ＣＴＯＴＡＬから、デバイスに記憶させているシステム雑音ＮＳＵＭを取り除くことによって、ＳＵＭ信号の真の信号レベルが求められ、Ｃ／Ｎを算出することができる。
【００６３】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、移動体から到来する信号のＳＵＭ信号及びＥＲＲ信号をベースバンド帯のＩ信号とＱ信号に変換する信号変換手段と、信号変換手段によりＳＵＭ信号から変換されたＩ信号とＱ信号に基づいて、ＳＵＭ信号及びＥＲＲ信号を増幅する信号増幅手段と、信号変換手段により変換されたベースバンド帯のＩ信号とＱ信号から、移動体に対する方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ及び仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌを算出する角度誤差算出手段とを設け、角度誤差増幅手段がＳＵＭ信号のＣ／Ｎに対応する角度誤差増幅係数αを角度誤差算出手段により算出された方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ及び仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌに乗算するように構成したので、Ｃ／Ｎが低い環境下における方位角ＡＺの角度誤差Ａｚｉｄｅａｌ及び仰角ＥＬの角度誤差Ｅｌｉｄｅａｌの検出量の低下を抑制することができるようになり、その結果、Ｃ／Ｎが低い環境下でも、衛星の追尾を行うことができる効果を奏する。
【００６４】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による追尾受信機を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
角度誤差増幅係数算出部１９は電力算出部１０により算出されたＳＵＭ信号の信号レベルを示す電力値ＣＴＯＴＡＬからシステム雑音ＮＳＵＭを減算してＣＳＵＭを求め、そのＣＳＵＭとシステム雑音ＮＳＵＭから角度誤差増幅係数αを算出する処理を実施する。なお、角度誤差増幅係数算出部１９は増幅係数算出手段を構成している。
【００６５】
上記実施の形態１では、予め、Ｃ／Ｎに対応する角度誤差増幅係数αを記憶している角度誤差増幅係数テーブル１６を作成し、角度誤差増幅係数部１７が角度誤差増幅係数テーブル１６からＣ／Ｎに対応する角度誤差増幅係数αを取得するものを示したが、角度誤差増幅係数算出部１９が電力算出部１０により算出されたＣＴＯＴＡＬからシステム雑音ＮＳＵＭを減算してＣＳＵＭを求め、そのＣＳＵＭとシステム雑音ＮＳＵＭを式（１７）に代入することで角度誤差増幅係数αを算出し、その角度誤差増幅係数αを角度誤差増幅係数部１７に出力するようにしてもよい。
この場合も、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００６６】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１  アンテナ、２  受信回路、３Ａ，３Ｂ  帯域通過型フィルタ、４Ａ，４Ｂ  自動制御利得増幅器（信号増幅手段）、５Ａ，５Ｂ  アナログ・デジタルコンバータ（信号変換手段）、６  クロック発振源（信号変換手段）、７Ａ，７Ｂ  ９０度移相器（信号変換手段）、８Ａ〜８Ｄ  検波器（信号変換手段）、９Ａ〜９Ｄ  低域通過型フィルタ、１０  電力算出部（信号増幅手段、角度誤差算出手段）、１１  ＡＧＣ回路（信号増幅手段）、１２Ａ〜１２Ｄ  乗算処理部（角度誤差算出手段）、１３Ａ，１３Ｂ  加算処理部（角度誤差算出手段）、１４  逆数演算処理部（角度誤差算出手段）、１５Ａ，１５Ｂ  乗算処理部（角度誤差算出手段）、１６  角度誤差増幅係数テーブル（角度誤差増幅手段）、１７  角度誤差増幅係数取得部（角度誤差増幅手段）、１８Ａ，１８Ｂ  乗算処理部（角度誤差増幅手段）、１９  角度誤差増幅係数算出部（増幅係数算出手段）、１０１ アンテナ、１０２  受信回路、１０３Ａ，１０３Ｂ  帯域通過型フィルタ、１０４Ａ，１０４Ｂ  自動制御利得増幅器、１０５Ａ，１０５Ｂ  アナログ・デジタルコンバータ、１０６  クロック発振源、１０７Ａ，１０７Ｂ  ９０度移相器、１０８Ａ〜１０８Ｄ  検波器、１０９Ａ〜１０９Ｄ  低域通過型フィルタ、１１０  電力算出部、１１１  ＡＧＣ回路、１１２Ａ〜１１２Ｄ  乗算処理部、１１３Ａ，１１３Ｂ  加算処理部、１１４  逆数演算処理部、１１５Ａ，１１５Ｂ  乗算処理部。
【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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