(57)【要約】【課題】天体観測や通信において精密な反射面精度や指向精度、追尾精度が必要とされるアンテナ装置の変形や変位を測定して補正することのできるアンテナ装置を得ることを目的とする。【解決手段】光ファイバーからの散乱光あるいは光ファイバーに設けた反射器からの反射光を検出し、この散乱光あるいは反射光に基づいて主反射光等の歪を測定し、この主反射光等の歪から鏡面補正データを算出し、この鏡面補正データに基づいてアンテナ駆動部を駆動し、アンテナの指向方向を補正するものである。【選択図】　　　　図１
2004007437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記主反射鏡に設けられた光ファイバーと、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記主反射鏡に発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部と、
上記鏡面補正データに基づいて上記主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記副反射鏡支持部に設けられた光ファイバーと、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記副反射鏡支持部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記副反射鏡支持部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、
上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバーと、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、
上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項４】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記アンテナマウント部に設けられた光ファイバーと、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、
上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
（Ａ）上記主反射鏡に設けられた光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記主反射鏡に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部、および上記鏡面補正データに基づいて上記主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部からなる組み合わせ、
（Ｂ）上記副反射鏡支持部に設けられた光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記副反射鏡支持部に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記副反射鏡支持部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、および上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせ、
（Ｃ）上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する歪み測定部、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせ、および
（Ｄ）上記アンテナマウント部に設けられた光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、および上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせのうち、２つ以上の組み合わせをさらに有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項６】
指向誤差演算部が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データをさらに算出し、
上記副反射鏡位置補正データに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部をさらに有することを特徴とする請求項２から請求項５のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項７】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記主反射鏡、上記副反射鏡支持部、上記主反射鏡バックストラクチャーおよび上記アンテナマウント部に設けられた光ファイバーと、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーからの散乱光を検出して上記主反射鏡に発生する歪み、上記副反射鏡支持部に発生する歪み、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みおよび上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部と、
上記副反射鏡支持部に発生する歪み、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みおよび上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、
上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有し、
上記光ファイバーが、
上記主反射鏡、上記副反射鏡支持部および上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた第１の光ファイバーと、
上記アンテナマウント部に設けられた第２の光ファイバーとからなり、
上記歪み測定部が、
上記第１の光ファイバーに入射光を入射し、上記第１の光ファイバーからの散乱光を検出して上記主反射鏡に発生する歪み、上記副反射鏡支持部に発生する歪みおよび上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する第１の歪み測定部と、
上記第２の光ファイバーに入射光を入射し、上記第２の光ファイバーからの散乱光を検出して上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する第２の歪み測定部とからなることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項８】
指向誤差演算部が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データをさらに算出し、
上記副反射鏡位置補正データに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部をさらに有することを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
歪み測定部が、散乱光または反射光の入射光に対する光強度および周波数シフト量と、光ファイバーに光を入射してから散乱光または反射光を受信するまでの時間とを測定して、上記光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定することを特徴とする請求項１，請求項６のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１０】
第１の歪み測定部が、散乱光または反射光の入射光に対する光強度および周波数シフト量と、第１の光ファイバーに光を入射してから散乱光または反射光を受信するまでの時間とを測定して、上記第１の光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定し、
第２の歪み測定部が、散乱光または反射光の入射光に対する光強度および周波数シフト量と、第２の光ファイバーに光を入射してから散乱光または反射光を受信するまでの時間とを測定して、上記第２の光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定することを特徴とする請求項８記載のアンテナ装置。
【請求項１１】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記主反射鏡に設けられた２本の光ファイバーと、
上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた入射光を反射する反射器と、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記反射器からの反射光を用いて上記主反射鏡に発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部と、
上記鏡面補正データに基づいて上記主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１２】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記副反射鏡支持部に設けられた２本の光ファイバーと、
上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバーの中に設けられた入射光を反射する反射器と、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記反射器からの反射光を用いて上記副反射鏡支持部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記副反射鏡支持部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、
上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１３】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた２本の光ファイバーと、
上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバーの中に設けられた入射光を反射する反射器と、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記反射器からの反射光を用いて上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、
上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１４】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記アンテナマウント部に設けられた２本の光ファイバーと、
上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバーの中に設けられた入射光を反射する反射器と、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記反射器からの反射光を用いて上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、
上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１５】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
（Ａ）上記主反射鏡に設けられた２本の光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記主反射鏡に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部、および上記鏡面補正データに基づいて上記主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部からなる組み合わせ、
（Ｂ）上記副反射鏡支持部に設けられた２本の光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記副反射鏡支持部に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記副反射鏡支持部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、および上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせ、
（Ｃ）上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた２本の光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する歪み測定部、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせ、および
（Ｄ）上記アンテナマウント部に設けられた２本の光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、および上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせのうち、２つ以上の組み合わせをさらに有することを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１６】
指向誤差演算部が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データをさらに算出し、
上記副反射鏡位置補正データに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部をさらに有することを特徴とする請求項１２から請求項１５のうちのいずれか１項記載のアンテナ装置。
【請求項１７】
主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、
上記主反射鏡、上記副反射鏡支持部、上記主反射鏡バックストラクチャーおよび上記アンテナマウント部にそれぞれ２本ずつ設けられた合計４本の光ファイバーと、
上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記主反射鏡に発生する歪み、上記副反射鏡支持部に発生する歪み、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みおよび上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、
上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部と、
上記副反射鏡支持部に発生する歪み、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みおよび上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、
上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有し、
上記光ファイバーが、
上記主反射鏡、上記副反射鏡支持部および上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた第１、第２の光ファイバーと、
上記アンテナマウント部に設けられた第３、第４の光ファイバーとからなり、
上記歪み測定部が、
上記第１、第２の光ファイバーに入射光を入射し、上記第１、第２の光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記主反射鏡に発生する歪み、上記副反射鏡支持部に発生する歪みおよび上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する第１の歪み測定部と、
上記第３、第４の光ファイバーに入射光を入射し、上記第３、第４の光ファイバーの先端あるいはファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する第２の歪み測定部とからなることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項１８】
指向誤差演算部が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データをさらに算出し、
上記副反射鏡位置補正データに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部をさらに有することを特徴とする請求項１７記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、天体観測や通信において精密な反射面精度や指向精度、追尾精度が必要とされるアンテナ装置の変形や変位を測定して補正することのできるアンテナ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電波天文学の分野では、近年になってミリ波からサブミリ波へとより高い周波数の電波の観測の要求が高まっている。高い周波数の電波天体の観測を行う場合、望遠鏡の反射鏡面とビームの指向はより高い精度が必要となる。一方、観測効率を上げるために、望遠鏡はより大口径化が進み、また、昼夜のあらゆる天候で観測を実施できることが望まれている。口径が大きくなると望遠鏡の自重変形が大きくなり、また、日中の風の強いときは日射による熱変形や風圧による変形が大きくなるため、高い鏡面精度と指向精度を保つことが難しくなる。このような高い鏡面精度と指向精度の要求と、大口径化、２４時間全天候型の望遠鏡を両立させて実現するためには、望遠鏡の反射鏡の鏡面精度と指向誤差をリアルタイムに測定し、補正するシステムが必要となる。
【０００３】
図７は、例えば「石黒正人，森田耕一郎，林左絵子，増田剛徳，蛭子井貴，別段信一，電波ホログラフィ法による４５ｍ電波望遠鏡の鏡面精度測定，三菱電機技報，ｖｏｌ．６２，ｎｏ．５，ｐ．６９〜７４，１９８８年」に示された、電波ホログラフィ法による反射鏡アンテナの鏡面精度を測定し、その信号をもとに鏡面を補正する従来のアンテナ装置の構成図である。
【０００４】
図７において、１９は通信衛星であり、２０は通信衛星１９から送信されたビーコン電波であり、１は鏡面精度の測定対象となる複数のパネル鏡面から構成される主反射鏡である。また、２１は主反射鏡１により反射し収束させられた電波を受信する一次焦点ホーンであり、２２は鏡面精度の基準となる参照アンテナであり、２３は一次焦点ホーン２１および参照アンテナ２２から給電され相関処理が行なわれる２チャンネル相関受信機であり、４は受信機２３などを支える副反射鏡支持部である。
【０００５】
２４は受信機２３から得られる参照アンテナ鏡面を基準とする被測定鏡面の電界の振幅・位相である電界放射信号である。また、２５は望遠鏡駆動システムであり、２６は望遠鏡の駆動信号であり、２７は望遠鏡の姿勢データであり、２８は電界放射信号であり、１７は鏡面誤差演算部であり、１０ａは鏡面補正データであり、１３は鏡面補正駆動部である。
【０００６】
次に、動作について説明する。
通信衛星１９のビーコン電波２０を一次焦点ホーン２１と参照アンテナ２２で受信し、これらの受信データを相関処理することで、参照アンテナ２２を基準とする主反射鏡面の一次元の電界放射信号２８を得る。電波源の方向を中心に望遠鏡の姿勢を変化させて同様の測定を行うことで、望遠鏡の姿勢データ２７とその姿勢における電界放射信号２８から空間的に二次元の電界放射信号２８のパターンを測定する。電界放射パターンと開口面電界分布はフーリエ変換の関係があることから、電界放射パターンをフーリエ変換して被測定鏡面の開口面電界分布を計算することができる。そして、開口面電界分布の位相の項に波長を乗じて被測定鏡面の誤差を算出し、鏡面補正駆動部１３を用いて鏡面誤差を補正している。
【０００７】
図８は、例えば特開平３−３４０２号公報に記載されているアンテナ指向誤差を検出することのできる従来のアンテナ装置の構成図である。図８において、１は主反射鏡であり、２ａはアンテナマウント部であり、２９はアンテナのＡＺ角度検出器であり、３０はアンテナのＥＬ角度検出器であり、３１はＥＬ角度検出器３０と同じもの、あるいはＥＬ軸検出器と同じケースのみを有するマウントである。
【０００８】
３２はアンテナ架台５ａに固定されたＡＺ角度検出器２９の上部に搭載された２台のビーム発生器であり、３３はＥＬ角度検出器３０であり、マウント３１上に搭載されたＡＺ軸用光位置検出器でビーム発生器３２からビームが照射されている。また、３４はＥＬ角度検出器３０およびマウント３１上に搭載されたビーム発生器であり、３５はＡＺ角度検出器２９上に搭載されたＥＬ軸用光位置検出器であり、ビーム発生器３４からビームが照射されている。各光位置検出器３３、３５は２分割の光ダイオードで、Ｙ軸方向のビームの偏差にのみ感知するように設置されている。
【０００９】
次に動作について説明する。
アンテナ架台５ａが変形すると、軸の回りのねじれと並行変位が生じる。図８に示すシステムでは、ＡＺ軸用とＥＬ軸用に２セットずつの光位置検出器３３，３５とビーム発生器３２，３４を設け、これらの出力を演算処理することにより、指向誤差に影響するＡＺ軸およびＥＬ軸のまわりのねじれ量を検出している。また、この様にして検出された各軸のねじれ量をそれぞれＥＬ角度検出器３０，３１およびＡＺ角度検出器２９で検出された角度信号に加減算して補正を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来のアンテナ装置は以上のように構成されているので、鏡面誤差や指向誤差を引き起こすマウント部などの変形を測定するために図７や図８などの別々のシステムや測定手法を導入しなければならず、導入の手間が多くなることやコストが高くなるという課題があった。
【００１１】
また、図７に示す従来のアンテナ装置においては、鏡面誤差を測定するために、人工的な電波発信源などを用いて天体観測とは別の電波ホログラフィ観測を行なわなければならず、望遠鏡としての運用効率が悪くなるという課題があった。また、天体観測中に時々刻々と変化する日射や風、望遠鏡の姿勢などによる鏡面変形を測定して補正することができず、リアルタイム性に欠けているという課題があった。
【００１２】
また、図８に示す従来のアンテナ角度検出装置においては、アンテナ架台部の変形によるＡＺ軸およびＥＬ軸のねじれが生じた場合の望遠鏡ビームの指向誤差を測定することが可能であるが、主反射鏡の変形や副反射鏡の変位による指向誤差を測定することができないという課題があった。また、光位置検出装置を用いたシステムにおいては、光ビームが遮られる場所には設置することができず、導入できるアンテナや設置場所が限られるという課題があった。
【００１３】
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、天体観測や通信において精密な反射面精度や指向精度、追尾精度が必要とされるアンテナ装置の変形や変位を測定して補正することのできるアンテナ装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部と、主反射鏡に設けられた光ファイバーと、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出して主反射鏡に発生する歪みを測定する歪み測定部と、主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部と、鏡面補正データに基づいて主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部とを有するものである。
【００１５】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部と、副反射鏡支持部に設けられた光ファイバーと、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出して副反射鏡支持部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、副反射鏡支持部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有するものである。
【００１６】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部と、主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバーと、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出して主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する歪み測定部と、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有するものである。
【００１７】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部と、アンテナマウント部に設けられた光ファイバーと、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出してアンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有するものである。
【００１８】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部を有し、（Ａ）主反射鏡に設けられた光ファイバー、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出して主反射鏡に発生する歪みを測定する歪み測定部、主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部、および鏡面補正データに基づいて主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部からなる組み合わせ、（Ｂ）副反射鏡支持部に設けられた光ファイバー、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出して副反射鏡支持部に発生する歪みを測定する歪み測定部、副反射鏡支持部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、およびアンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせ、（Ｃ）主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバー、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出して主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する歪み測定部、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせ、および（Ｄ）アンテナマウント部に設けられた光ファイバー、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出してアンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部、アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、およびアンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせのうち、２つ以上の組み合わせをさらに有するものである。
【００１９】
この発明に係るアンテナ装置は、指向誤差演算部が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データをさらに算出し、副反射鏡位置補正データに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部をさらに有するものである。
【００２０】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部と、主反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部に設けられた光ファイバーと、光ファイバーに入射光を入射し、光ファイバーからの散乱光を検出して主反射鏡に発生する歪み、副反射鏡支持部に発生する歪み、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みおよびアンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部と、副反射鏡支持部に発生する歪み、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みおよびアンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有し、光ファイバーが、主反射鏡、副反射鏡支持部および主反射鏡バックストラクチャーに設けられた第１の光ファイバーと、アンテナマウント部に設けられた第２の光ファイバーとからなり、歪み測定部が、第１の光ファイバーに入射光を入射し、第１の光ファイバーからの散乱光を検出して主反射鏡に発生する歪み、副反射鏡支持部に発生する歪みおよび主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する第１の歪み測定部と、第２の光ファイバーに入射光を入射し、第２の光ファイバーからの散乱光を検出してアンテナマウント部に発生する歪みを測定する第２の歪み測定部とからなるものである。
【００２１】
この発明に係るアンテナ装置は、歪み測定部が、散乱光または反射光の入射光に対する光強度および周波数シフト量と、光ファイバーに光を入射してから散乱光または反射光を受信するまでの時間とを測定して、光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定するものである。
【００２２】
この発明に係るアンテナ装置は、第１の歪み測定部が、散乱光または反射光の入射光に対する光強度および周波数シフト量と、第１の光ファイバーに光を入射してから散乱光または反射光を受信するまでの時間とを測定して、第１の光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定し、第２の歪み測定部が、散乱光または反射光の入射光に対する光強度および周波数シフト量と、第２の光ファイバーに光を入射してから散乱光または反射光を受信するまでの時間とを測定して、第２の光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定するものである。
【００２３】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、上記主反射鏡に設けられた２本の光ファイバーと、上記ファイバーの先端あるいはファイバー中に設けられた入射光を反射する反射器と、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記反射器からの反射光を用いて上記主反射鏡に発生する歪みを測定する歪み測定部と、上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部と、上記鏡面補正データに基づいて上記主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部とを有するものである。
【００２４】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、上記副反射鏡支持部に設けられた２本の光ファイバーと、上記光ファイバーの先端あるいはファイバーの中に設けられた入射光を反射する反射器と、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記反射器からの反射光を用いて上記副反射鏡支持部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、上記副反射鏡支持部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有するものである。
【００２５】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた２本の光ファイバーと、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバーの中に設けられた入射光を反射する反射器と、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記反射器からの反射光を用いて上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する歪み測定部と、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有するものである。
【００２６】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、上記アンテナマウント部に設けられた２本の光ファイバーと、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバーの中に設けられた入射光を反射する反射器と、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記反射器からの反射光を用いて上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有するものである。
【００２７】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、（Ａ）上記主反射鏡に設けられた２本の光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記主反射鏡に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部、および上記鏡面補正データに基づいて上記主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部からなる組み合わせ、（Ｂ）上記副反射鏡支持部に設けられた２本の光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記副反射鏡支持部に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記副反射鏡支持部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、および上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせ、（Ｃ）上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた２本の光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する歪み測定部、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせ、および（Ｄ）上記アンテナマウント部に設けられた２本の光ファイバー、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部、上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部、および上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部からなる組み合わせのうち、２つ以上の組み合わせをさらに有するものである。
【００２８】
この発明に係るアンテナ装置は、指向誤差演算部が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データをさらに算出し、上記副反射鏡位置補正データに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部をさらに有するものである。
【００２９】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡、副反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部とを有するアンテナ装置において、上記主反射鏡、上記副反射鏡支持部、上記主反射鏡バックストラクチャーおよび上記アンテナマウント部に設けられた２本の光ファイバーと、上記光ファイバーに入射光を入射し、上記光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記主反射鏡に発生する歪み、上記副反射鏡支持部に発生する歪み、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みおよび上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する歪み測定部と、上記主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データを算出する鏡面誤差演算部と、上記副反射鏡支持部に発生する歪み、上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みおよび上記アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データを算出する指向誤差演算部と、上記アンテナ指向方向補正データに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部とを有し、上記光ファイバーが、上記主反射鏡、上記副反射鏡支持部および上記主反射鏡バックストラクチャーに設けられた第１の光ファイバーと、上記アンテナマウント部に設けられた第２の光ファイバーとからなり、上記歪み測定部が、上記第１の光ファイバーに入射光を入射し、上記第１の光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記主反射鏡に発生する歪み、上記副反射鏡支持部に発生する歪みおよび上記主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する第１の歪み測定部と、上記第２の光ファイバーに入射光を入射し、上記第２の光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、上記アンテナマウント部に発生する歪みを測定する第２の歪み測定部とからなるものである。
【００３０】
この発明に係るアンテナ装置は、指向誤差演算部が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データをさらに算出し、上記副反射鏡位置補正データに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部をさらに有するものである。
【００３１】
【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のアンテナ装置の全体構成を示すシステム概念図である。図１において、１は主反射鏡であり、２は主反射鏡１を支持する主反射鏡バックストラクチャーであり、３は副反射鏡であり、４は副反射鏡を支持する副反射鏡支持部であり、５は主反射鏡１などを支持するアンテナマウント部である。６ａは主反射鏡１、主反射鏡バックストラクチャー２、および副反射鏡支持部４に設けられた光ファイバーであり、６ｂはアンテナマウント部５に設けられた光ファイバーである。
【００３２】
７ａおよび７ｂは光ファイバーに入射する入射光であり、８ａおよび８ｂは光ファイバーの各部で発生する散乱光である。９は入射光７ａ，７ｂと散乱光８ａ，８ｂの情報から各誤差を算出する計測演算部であり、１０は計測演算部９で演算された鏡面誤差・指向誤差である。１１ａはＥＬ軸駆動部であり、１１ｂはＡＺ軸駆動部であり、１２は副反射鏡駆動部であり、１３は主反射鏡１の鏡面を補正する鏡面補正駆動部である。
【００３３】
次に動作について説明する。
まず、光ファイバー６ａ，６ｂにパルス光などの入射光７ａ，７ｂを入射する。その入射光７ａ，７ｂが光ファイバー６ａ，６ｂを伝搬する時にブリュアン散乱光などの散乱光８ａ，８ｂが発生する。散乱光８ａ，８ｂの入射光７ａ，７ｂに対する光強度シフト量Ｐや周波数シフト量Δｆは、光ファイバー６ａ，６ｂの長さ方向に生じた歪みに相関があるため、これらを検出することで光ファイバー６ａ，６ｂの歪み量を測定する。また、光ファイバー６ａ，６ｂに入射光７ａ，７ｂを入射してから散乱光８ａ，８ｂを受信するまでの時間（以下「散乱光到達時間」という。）ｔを計測することで散乱光８ａ，８ｂの発生位置を求める。
【００３４】
計測演算部９は、入射光７ａ，７ｂの発生および散乱光８ａ，８ｂの光強度シフト量Ｐ、周波数シフト量Δｆおよび散乱光到達時間ｔの測定値を行ない、光ファイバー６ａ，６ｂの歪みの分布を演算し、この歪み分布から鏡面誤差・指向誤差１０を算出する。この鏡面誤差・指向誤差１０が０となるように、ＥＬ軸駆動部１１ａおよびＡＺ軸駆動部１１ｂや副反射鏡駆動部１２を駆動させて指向誤差を補正し、また鏡面補正駆動部１３を駆動させて主反射鏡の鏡面誤差を補正する。
【００３５】
続いて、計測演算部９および各補正機構の一例について説明する。図２はこの発明の実施の形態１のアンテナ装置の計測演算部の構成を示すブロック図である。
図２において、１１はアンテナ駆動部であり、図１に示したＥＬ駆動部１１ａおよびＡＺ駆動部１１ｂから成る。１４ａは光ファイバー６ａの歪みを測定する歪み測定部であり、１４ｂは光ファイバー６ｂの歪みを測定する歪み測定部である。１５は主反射鏡１の歪みであり、１６ａは主反射鏡バックストラクチャー２の歪みであり、１６ｂは副反射鏡支持部４の歪みであり、１６ｃはアンテナマウント部５の歪みである。１７は主反射鏡面の形状誤差を演算する鏡面誤差演算部であり、１８はアンテナの指向誤差を演算する指向誤差演算部であり、１０ａは鏡面補正データであり、１０ｂはアンテナ指向方向補正データであり、１０ｃは副反射鏡位置補正データである。
【００３６】
次に動作について説明する。
歪み測定部１４ａは散乱光８ａの光強度シフト量Ｐ、周波数シフト量Δｆおよび散乱光到達時間ｔを検出し、主反射鏡の歪み１５、主反射鏡バックストラクチャーの歪み１６ａおよび副反射鏡支持部の歪み１６ｂを算出する。また、歪み測定部１４ｂは散乱光８ｂの光強度シフト量Ｐ、周波数シフト量Δｆおよび散乱光到達時間ｔを検出し、アンテナマウント部の歪み１６ｃを計算する。
【００３７】
鏡面誤差演算部１７は、主反射鏡の歪み１５から鏡面補正データ１０ａを算出する。このデータに基づいて、鏡面補正駆動部１３は鏡面誤差を補正する。また、指向誤差演算部１８は、主反射鏡バックストラクチャーの歪み１６ａ、副反射鏡支持部の歪み１６ｂおよびアンテナマウント部の歪み１６ｃから、アンテナ指向方向補正データ１０ｂと副反射鏡位置補正データ１０ｃを算出する。これらのデータに基づいて、アンテナ駆動部１１と副反射鏡駆動部１２は指向誤差を補正する。
【００３８】
なお、この実施の形態１では歪み測定部１４を２式使用しているが、光の入射部や受光部に信号切替機構を設けることで、歪み測定部を共通とすることも可能である。
【００３９】
以上のように、この実施の形態１のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、主反射鏡に設けられた光ファイバー６ａと、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーからの散乱光８ａを検出して主反射鏡に発生する歪み１５を測定する歪み測定部１４ａと、主反射鏡に発生する歪み１５から鏡面補正データ１０ａを算出する鏡面誤差演算部１７と、鏡面補正データ１０ａに基づいて主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部１３とを有するものである。
【００４０】
この実施の形態１のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、副反射鏡支持部に設けられた光ファイバー６ａと、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーからの散乱光８ａを検出して副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂを測定する歪み測定部１４ａと、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００４１】
この実施の形態１のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバー６ａと、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーからの散乱光８ａを検出して、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａを測定する歪み測定部１４ａと、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００４２】
この実施の形態１のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、アンテナマウント部に設けられた光ファイバー６ｂと、光ファイバーに入射光７ｂを入射し、光ファイバーからの散乱光８ｂを検出して、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃを測定する歪み測定部１４ｂと、アンテナマウント部に発生する歪みからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００４３】
この実施の形態１のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５を有し、（Ａ）主反射鏡に設けられた光ファイバー６ａ、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーからの散乱光８ａを検出して主反射鏡に発生する歪み１５を測定する歪み測定部１４ａ、主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データ１０ａを算出する鏡面誤差演算部１７、および鏡面補正データ１０ａに基づいて主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部１３からなる組み合わせ、（Ｂ）副反射鏡支持部に設けられた光ファイバー６ａ、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーからの散乱光８ａを検出して副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂを測定する歪み測定部１４ａ、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、およびアンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせ、（Ｃ）主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバー６ａ、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーからの散乱光８ａを検出して、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａを測定する歪み測定部１４ａ、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせ、および（Ｄ）アンテナマウント部に設けられた光ファイバー６ｂ、光ファイバーに入射光７ｂを入射し、光ファイバーからの散乱光８ｂを検出して、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃを測定する歪み測定部１４ｂ、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、およびアンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせのうち、２つ以上の組み合わせをさらに有するものである。
【００４４】
この実施の形態１のアンテナ装置は、指向誤差演算部１８が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データ１０ｃをさらに算出し、副反射鏡位置補正データ１０ｃに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部１２をさらに有するものである。
【００４５】
この実施の形態１のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、主反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部に設けられた光ファイバー６ａ，６ｂと、光ファイバーに入射光７ａ，７ｂを入射し、光ファイバーからの散乱光８ａ，８ｂを検出して主反射鏡に発生する歪み１５、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂ、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａおよびアンテナマウント部に発生する歪み１６ｃを測定する歪み測定部１４ａ，１４ｂと、主反射鏡に発生する歪み１５から鏡面補正データ１０ａを算出する鏡面誤差演算部１３と、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂ、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａおよびアンテナマウント部に発生する歪み１６ｃからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有し、光ファイバー６ａ，６ｂが、主反射鏡、副反射鏡支持部および主反射鏡バックストラクチャーに設けられた第１の光ファイバー６ａと、アンテナマウント部に設けられた第２の光ファイバー６ｂとからなり、歪み測定部１４ａ，１４ｂが、第１の光ファイバーに入射光を入射し、第１の光ファイバーからの散乱光を検出して、主反射鏡に発生する歪み、副反射鏡支持部に発生する歪みおよび主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する第１の歪み測定部１４ａと、第２の光ファイバーに入射光を入射し、第２の光ファイバーからの散乱光を検出してアンテナマウント部に発生する歪みを測定する第２の歪み測定部１４ｂとからなるものである。
【００４６】
この実施の形態１のアンテナ装置は、歪み測定部１４ａ，１４ｂが、散乱光８ａ，８ｂの入射光７ａ，７ｂに対する光強度Ｐおよび周波数シフト量Δｆと、光ファイバーに光を入射してから散乱光を受信するまでの時間ｔとを測定して、光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定するものである。
【００４７】
この実施の形態１のアンテナ装置は、第１の歪み測定部１４ａが、散乱光８ａの入射光７ａに対する光強度Ｐおよび周波数シフト量Δｆと、第１の光ファイバーに光を入射してから散乱光を受信するまでの時間ｔとを測定して、第１の光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定し、第２の歪み測定部１４ｂが、散乱光８ｂの入射光７ｂに対する光強度Ｐおよび周波数シフト量Δｆと、第２の光ファイバーに光を入射してから散乱光を受信するまでの時間ｔとを測定して、第２の光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定するものである。
【００４８】
以上のように、この実施の形態１によれば、主反射鏡に設けた光ファイバーに光を入射して散乱光の波長と強度と到達時間の情報を検出するようにしたので、主反射鏡の歪みによる指向誤差をリアルタイムに測定することができ、その歪みから主反射鏡の鏡面誤差を算出することができるため、鏡面誤差を鏡面補正駆動部にフィードバックすることで鏡面誤差をリアルタイムに補正することができ、これにより望遠鏡の運用効率が向上し、また、様々な時刻や望遠鏡の姿勢における鏡面精度の信頼性が向上する効果が得られる。
【００４９】
この実施の形態１によれば、副反射鏡支持部に設けた光ファイバーに光を入射して散乱光の波長と強度と到達時間の情報を検出するようにしたので、副反射鏡の変位による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果が得られる。
【００５０】
この実施の形態１によれば、主反射鏡バックストラクチャーに光ファイバーを設けてファイバー各部の歪みの分布を測定するようにしたので、主反射鏡の変形による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果が得られる。
【００５１】
この実施の形態１によれば、アンテナマウント部に光ファイバーを設けてアンテナマウント部の歪みを測定するようにしたので、アンテナマウント部の変形による指向誤差を算出することができ、設置場所の制限が緩和され、多くのアンテナに導入できるようになる効果が得られる。
【００５２】
この実施の形態１によれば、指向誤差を補正する機構として副反射鏡駆動部を備えたので、高周波成分の指向誤差を計測し補正することができ、高精度な指向誤差の補正が可能になる効果が得られる。
【００５３】
この実施の形態１によれば、光ファイバーおよび歪み測定部を分割したので、敷設の実施が容易になり、また、駆動部を避けて敷設することができるので光ファイバーの破損の頻度を低く抑えることができる効果が得られる。
【００５４】
この実施の形態１によれば、散乱光の入射光に対する光強度および周波数シフト量と、光ファイバーに光を入射してから散乱光を受信するまでの時間とを測定するようにしたので、光ファイバー内の歪みの分布を演算して、鏡面誤差および指向誤差を算出できる効果が得られる。
【００５５】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２のアンテナ装置の全体構成を示すシステム概念図である。図３において、１は主反射鏡であり、２は主反射鏡バックストラクチャーであり、３は副反射鏡であり、４は副反射鏡支持部であり、５はアンテナマウント部である。６は主反射鏡１、主反射鏡バックストラクチャー２、副反射鏡支持部４、およびアンテナマウント部５に設けた光ファイバーである。７は光ファイバー６に入射する入射光であり、８は光ファイバー６の各部で発生する散乱光であり、９は各誤差を算出する計測演算部であり、１０は計測演算部９で演算された鏡面誤差・指向誤差である。１１ａはＥＬ軸駆動部であり、１１ｂはＡＺ軸駆動部であり、１２は副反射鏡駆動部であり、１３は主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部である。
【００５６】
次に動作について説明する。
まず、光ファイバー６に入射光７を入射し、光ファイバー６に生じる散乱光８の光強度シフト量Ｐ、周波数シフト量Δｆおよび散乱光到達時間ｔを測定する。これらの情報から光ファイバー６の歪みの分布を計算し、その歪みの分布からアンテナの鏡面誤差・指向誤差１０を算出する。この鏡面誤差・指向誤差１０が０となるように、ＥＬ軸駆動部１１ａおよびＡＺ軸駆動部１１ｂや副反射鏡駆動部１２を駆動させて指向誤差を補正し、また鏡面補正駆動部１３を駆動させて主反射鏡の鏡面誤差を補正する。
【００５７】
続いて、計測演算部９および各補正機構について説明する。図４はこの発明の実施の形態２のアンテナ装置の計測演算部の構成を示すブロック図である。図４において、１４は光ファイバー６の歪みを測定する歪み測定部であり、１５は主反射鏡１の歪みであり、１６ａは主反射鏡バックストラクチャー２の歪みであり、１６ｂは副反射鏡支持部４の歪みであり、１６ｃはアンテナマウント部５の歪みである。１７は鏡面誤差演算部であり、１８は指向誤差演算部であり、１０ａは鏡面補正データであり、１０ｂはアンテナ指向方向補正データであり、１０ｃは副反射鏡位置補正データである。
【００５８】
次に動作について説明する。
歪み測定部１４は散乱光８の光強度シフト量Ｐ、周波数シフト量Δｆおよび散乱光到達時間ｔを検出し、主反射鏡の歪み１５、主反射鏡バックストラクチャーの歪み１６ａ、副反射鏡支持部の歪み１６ｂおよびアンテナマウント部の歪み１６ｃを計算する。
【００５９】
鏡面誤差演算部１７は、主反射鏡の歪み１５から鏡面誤差を演算し、鏡面補正データ１０ａを鏡面駆動部１３に出力し、鏡面誤差を補正する。また、指向誤差演算部１８は、主反射鏡バックストラクチャーの歪み１６ａ、副反射鏡支持部の歪み１６ｂおよびアンテナマウント部の歪み１６ｃからアンテナの指向誤差を演算し、アンテナ指向方向補正データ１０ｂと副反射鏡位置補正データ１０ｃを、アンテナ駆動部１１と副反射鏡駆動部１２に出力し、指向誤差を補正する。
【００６０】
図３と図４に示す実施の形態２のアンテナ装置は、図１と図２に示す実施の形態１のアンテナ装置に比べて、光ファイバー６と歪み測定部１４を１式とできるため、低コスト化が実現できるという利点がある。一方、この実施の形態２では、回転や駆動の大きな場所を介して光ファイバーを敷設しなければならず、光ファイバーの破損の可能性があるが、駆動の大きな場所に光ファイバーの弛み機構や巻き取り機構を設けることによって、容易に光ファイバーの破損を防止することができる。
【００６１】
以上のように、この実施の形態２のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、主反射鏡に設けられた光ファイバー６と、光ファイバーに入射光７を入射し、光ファイバーからの散乱光８を検出して主反射鏡に発生する歪み１５を測定する歪み測定部１４と、主反射鏡に発生する歪み１５から鏡面補正データ１０ａを算出する鏡面誤差演算部１７と、鏡面補正データ１０ａに基づいて主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部１３とを有するものである。
【００６２】
この実施の形態２のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、副反射鏡支持部に設けられた光ファイバー６と、光ファイバーに入射光７を入射し、光ファイバーからの散乱光８を検出して副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂを測定する歪み測定部１４と、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００６３】
この実施の形態２のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバー６と、光ファイバーに入射光７を入射し、光ファイバーからの散乱光８を検出して、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａを測定する歪み測定部１４と、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００６４】
この実施の形態２のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、アンテナマウント部に設けられた光ファイバー６と、光ファイバーに入射光７を入射し、光ファイバーからの散乱光８を検出して、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃを測定する歪み測定部１４と、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００６５】
この実施の形態２のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５を有し、（Ａ）主反射鏡に設けられた光ファイバー６、光ファイバーに入射光７を入射し、光ファイバーからの散乱光８を検出して主反射鏡に発生する歪み１５を測定する歪み測定部１４、主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データ１０ａを算出する鏡面誤差演算部１７、および鏡面補正データ１０ａに基づいて主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部１３からなる組み合わせ、（Ｂ）副反射鏡支持部に設けられた光ファイバー６、光ファイバーに入射光７を入射し、光ファイバーからの散乱光８を検出して副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂを測定する歪み測定部１４、副反射鏡支持部に発生する歪み１４ｂからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、およびアンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせ、（Ｃ）主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバー６、光ファイバーに入射光７を入射し、光ファイバーからの散乱光８を検出して主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａを測定する歪み測定部１４、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせ、および（Ｄ）アンテナマウント部に設けられた光ファイバー６、光ファイバーに入射光７を入射し、光ファイバーからの散乱光８を検出してアンテナマウント部に発生する歪み１６ｃを測定する歪み測定部１４、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、およびアンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせのうち、２つ以上の組み合わせをさらに有するものである。
【００６６】
この実施の形態２のアンテナ装置は、指向誤差演算部１８が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データ１０ｃをさらに算出し、副反射鏡位置補正データ１０ｃに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部１２をさらに有するものである。
【００６７】
この実施の形態２のアンテナ装置は、歪み測定部１４が、散乱光８の入射光７に対する光強度Ｐおよび周波数シフト量Δｆと、光ファイバーに光を入射してから散乱光を受信するまでの時間ｔとを測定して、光ファイバーが設けられた部分に発生する歪みを測定するものである。
【００６８】
以上のように、この実施の形態２によれば、主反射鏡に設けた光ファイバーに光を入射して散乱光の波長と強度と到達時間の情報を検出するようにしたので、主反射鏡の歪みによる指向誤差をリアルタイムに測定することができ、その歪みから主反射鏡の鏡面誤差を算出することができるため、鏡面誤差を鏡面補正駆動部にフィードバックすることで鏡面誤差をリアルタイムに補正することができ、これにより望遠鏡の運用効率が向上し、また、様々な時刻や望遠鏡の姿勢における鏡面精度の信頼性が向上する効果が得られる。
【００６９】
この実施の形態２によれば、副反射鏡支持部に設けた光ファイバーに光を入射して散乱光の波長と強度と到達時間の情報を検出するようにしたので、副反射鏡の変位による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果が得られる。
【００７０】
この実施の形態２によれば、主反射鏡バックストラクチャーに光ファイバーを設けてファイバー各部の歪みの分布を測定するようにしたので、主反射鏡の変形による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果が得られる。
【００７１】
この実施の形態２によれば、アンテナマウント部に光ファイバーを設けてアンテナマウント部の歪みを測定するようにしたので、アンテナマウント部の変形による指向誤差を算出することができ、設置場所の制限が緩和され、多くのアンテナに導入できるようになるという効果がある。また、アンテナマウント部に対しても共通の光ファイバーおよび歪み測定部を使用して鏡面誤差や指向誤差を測定することで、鏡面精度と指向誤差が同時に測定することができ、またシステムを簡素化することができ、これにより、運用効率が向上し、低コスト化やシステムの導入時間が短縮される効果が得られる。
【００７２】
この実施の形態２によれば、指向誤差を補正する機構として副反射鏡駆動部を備えたので、高周波成分の指向誤差を計測し補正することができ、高精度な指向誤差の補正が可能になる効果が得られる。
【００７３】
この実施の形態２によれば、散乱光の入射光に対する光強度および周波数シフト量と、光ファイバーに光を入射してから散乱光を受信するまでの時間とを測定するようにしたので、光ファイバー内の歪みの分布を演算して、鏡面誤差および指向誤差を算出できる効果が得られる。
【００７４】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３のアンテナ装置の全体構成を示すシステム概念図である。図５において、１は主反射鏡であり、２は主反射鏡１を支持する主反射鏡バックストラクチャーであり、３は副反射鏡であり、４は副反射鏡を支持する副反射鏡支持部であり、５は主反射鏡１などを支持するアンテナマウント部である。６ｃは主反射鏡１、主反射鏡バックストラクチャー２、および副反射鏡支持部４に設けられた歪測定用光ファイバー（第１の光ファイバー）であり、６ｄは主反射鏡１、主反射鏡バックストラクチャー２、および副反射鏡支持部４に設けられた参照用光ファイバー（第２の光ファイバー）であり、６ｅはアンテナマウント部５に設けられた歪測定用光ファイバー（第３の光ファイバー）であり、６ｆはアンテナマウント部５に設けられた参照用光ファイバー（第４の光ファイバー）である。４０は光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた入射光の一部を反射する反射器である。４２ａ、４２ｂは２つの光ファイバー６ｃ、６ｄまたは６ｅ、６ｆを光学的に結合する光カップラー、４３ａ、４３ｂは光カップラー４２ａ、４２ｂへ光を入出力するための光入出力用光ファイバーである。
【００７５】
７ａおよび７ｂは光ファイバーに入射する入射光であり、４１ａおよび４１ｂは反射器４０で生じた反射光である。９は光ファイバー７ａおよび７ｂに光を入射し、反射光４１ａ，４２ｂから各部の誤差を算出する計測演算部であり、１０は計測演算部で演算された鏡面誤差・指向誤差である。１１ａはＥＬ軸駆動部であり、１１ｂはＡＺ軸駆動部であり、１２は副反射鏡駆動部であり、１３は主反射鏡１の鏡面を補正する鏡面補正駆動部である。
【００７６】
次に動作について説明する。
まず、入射光７ａを光ファイバー４３ａに入射する。その入射光７ａは光カップラー４２ａで分割され、測定用光ファイバー６ｃと参照用光ファイバー６ｄに入射される。測定用光ファイバー６ｃは構造物に固定され構造物の変形とともに変形する光ファイバーであり、参照用光ファイバー６ｄは自由度を持たせて設置されており構造物の変形により変形しない光ファイバーである。入射した光はファイバー中を伝播し、各部に設けられた反射器４０で一部を反射する。反射光４１ａは、歪み演算部に内蔵される光カップラーや可動鏡などで構成されるマイケルソン型干渉計に入射され、可動鏡を動かした時に検出される干渉縞のピーク位置の情報から測定用光ファイバーと参照用光ファイバーの光路差が検出される。この光路差から構造物各部の歪み量が演算される。入射光７ｂ、光ファイバー４３ｂ、光カップラー４２ｂ、測定用光ファイバー６ｅ、参照用光ファイバー６ｆについても同様の動作である。
【００７７】
計測演算部９は、入射光７ａ，７ｂの発生および反射光４１ａ、４１ｂから生じる干渉縞の検出、光ファイバー６ａ，６ｂの各部の歪みを演算し、この歪み分布から鏡面誤差・指向誤差１０を算出する。これらの鏡面誤差・指向誤差に基づいて、ＥＬ軸駆動部１１ａおよびＡＺ軸駆動部１１ｂや副反射鏡駆動部１２を駆動させて指向誤差を補正し、また鏡面補正駆動部１３を駆動させて主反射鏡の鏡面誤差を補正する。
【００７８】
続いて、計測演算部９および各補正機構の一例について説明する。図６はこの発明の実施の形態３のアンテナ装置の計測演算部の構成を示すブロック図である。
図６において、１１はアンテナ駆動部であり、図５に示したＥＬ駆動部１１ａおよびＡＺ駆動部１１ｂから成る。１４ａは光ファイバー６ａの歪みを測定する歪み測定部であり、１４ｂは光ファイバー６ｂの歪みを測定する歪み測定部である。１５は主反射鏡１の歪みであり、１６ａは主反射鏡バックストラクチャー２の歪みであり、１６ｂは副反射鏡支持部４の歪みであり、１６ｃはアンテナマウント部５の歪みである。１７は主反射鏡面の形状誤差を演算する鏡面誤差演算部であり、１８はアンテナの指向誤差を演算する指向誤差演算部であり、１０ａは鏡面補正データであり、１０ｂはアンテナ指向方向補正データであり、１０ｃは副反射鏡位置補正データである。
【００７９】
次に動作について説明する。
歪み測定部１４ａは反射光４１ａにより生じる干渉縞のピーク位置を検出し、主反射鏡の歪み１５、主反射鏡バックストラクチャーの歪み１６ａおよび副反射鏡支持部の歪み１６ｂを算出する。また、歪み測定部１４ｂは反射光から生じる干渉縞のピーク位置を検出し、アンテナマウント部の歪み１６ｃを計算する。
【００８０】
鏡面誤差演算部１７は、主反射鏡の歪み１５から鏡面補正データ１０ａを算出する。このデータに基づいて、鏡面補正駆動部１３は鏡面誤差を補正する。また、指向誤差演算部１８は、主反射鏡バックストラクチャーの歪み１６ａ、副反射鏡支持部の歪み１６ｂおよびアンテナマウント部の歪み１６ｃから、アンテナ指向方向補正データ１０ｂと副反射鏡位置補正データ１０ｃを算出する。これらのデータに基づいて、アンテナ駆動部１１と副反射鏡駆動部１２は指向誤差を補正する。
【００８１】
なお、この実施の形態３では、主反射鏡１、主反射鏡バックストラクチャー２、および副反射鏡支持部４とアンテナマウント部５の２ヶ所に測定用の光ファイバー６ｃ、６еと参照用の光ファイバー６ｄ、６ｆの各２本とそれに対応する歪測定部１４を２式設けているが、更に分割して多式の光ファイバーとそれに対応する歪測定部を設置することで、干渉縞の検出精度を向上させることができ、また、干渉縞のピークを検出する時間を短縮することが可能となる。
また、光の入射部や受光部に信号切替機構を設けることで、歪み測定部を共通とすることも可能である。
【００８２】
以上のように、この実施の形態３のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、主反射鏡に設けられた２本の光ファイバー６ｃ，６ｄと、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ａを用いて、主反射鏡１に発生する歪み１５を測定する歪み測定部１４ａと、主反射鏡に発生する歪み１５から鏡面補正データ１０ａを算出する鏡面誤差演算部１７と、鏡面補正データ１０ａに基づいて主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部１３とを有するものである。
【００８３】
この実施の形態３のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、副反射鏡支持部に設けられた２本の光ファイバー６ｃ，６ｄと、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ａを用いて、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂを測定する歪み測定部１４ａと、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００８４】
この実施の形態３のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、主反射鏡バックストラクチャーに設けられた２本の光ファイバー６ｃ，６ｄと、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ａを用いて、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａを測定する歪み測定部１４ａと、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００８５】
この実施の形態３のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、アンテナマウント部に設けられた２本の光ファイバー６ｅ，６ｆと、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ａを用いて、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃを測定する歪み測定部１４ｂと、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有するものである。
【００８６】
この実施の形態３のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５を有し、（Ａ）主反射鏡に設けられた光ファイバー６ｃ，６ｄ、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ａを用いて、主反射鏡に発生する歪み１５を測定する歪み測定部１４ａ、主反射鏡に発生する歪みから鏡面補正データ１０ａを算出する鏡面誤差演算部１７、および鏡面補正データ１０ａに基づいて主反射鏡の鏡面を補正する鏡面補正駆動部１３からなる組み合わせ、（Ｂ）副反射鏡支持部に設けられた光ファイバー６ｃ，６ｄ、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ａを用いて、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂを測定する歪み測定部１４ａ、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、およびアンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせ、（Ｃ）主反射鏡バックストラクチャーに設けられた光ファイバー６ｃ，６ｄ、光ファイバーに入射光７ａを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ａを用いて、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａを測定する歪み測定部１４ａ、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせ、および（Ｄ）アンテナマウント部に設けられた光ファイバー６ｅ，６ｆ、光ファイバーに入射光７ｂを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ｂを用いて、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃを測定する歪み測定部１４ｂ、アンテナマウント部に発生する歪み１６ｃからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８、およびアンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１からなる組み合わせのうち、２つ以上の組み合わせをさらに有するものである。
【００８７】
この実施の形態３のアンテナ装置は、指向誤差演算部１８が、指向誤差を補助的に補正するための副反射鏡位置補正データ１０ｃをさらに算出し、副反射鏡位置補正データ１０ｃに基づいて副反射鏡の位置を補正する副反射鏡駆動部１２をさらに有するものである。
【００８８】
この実施の形態３のアンテナ装置は、主反射鏡１、副反射鏡３、副反射鏡支持部４、主反射鏡バックストラクチャー２およびアンテナマウント部５と、主反射鏡、副反射鏡支持部、主反射鏡バックストラクチャーおよびアンテナマウント部に設けられた光ファイバー６ｃ，６ｄ、６ｅ，６ｆと、光ファイバーに入射光７ａ，７ｂを入射し、光ファイバーに設けた反射器４０からの反射光４１ａ，４１ｂを用いて、主反射鏡に発生する歪み１５、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂ、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａおよびアンテナマウント部に発生する歪み１６ｃを測定する歪み測定部１４ａ，１４ｂと、主反射鏡に発生する歪み１５から鏡面補正データ１０ａを算出する鏡面誤差演算部１３と、副反射鏡支持部に発生する歪み１６ｂ、主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪み１６ａおよびアンテナマウント部に発生する歪み１６ｃからアンテナ指向方向補正データ１０ｂを算出する指向誤差演算部１８と、アンテナ指向方向補正データ１０ｂに基づいてアンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部１１とを有し、光ファイバーが、主反射鏡、副反射鏡支持部および主反射鏡バックストラクチャーに設けられた第１の光ファイバー６ｃ，６ｄと、アンテナマウント部に設けられた第２の光ファイバー６ｅ，６ｆとからなり、歪み測定部１４ａ，１４ｂが、第１の光ファイバーに入射光を入射し、第１の光ファイバー６ｃ，６ｄに設けた反射器４０からの反射光４１ａを用いて、主反射鏡に発生する歪み、副反射鏡支持部に発生する歪みおよび主反射鏡バックストラクチャーに発生する歪みを測定する第１の歪み測定部１４ａと、第２の光ファイバーに入射光を入射し、第２の光ファイバー６ｅ，６ｆに設けた反射器４０からの反射光４１ｂを用いて、アンテナマウント部に発生する歪みを測定する第２の歪み測定部１４ｂとからなるものである。
【００８９】
以上のように、この実施の形態３によれば、主反射鏡に設けた測定用の光ファイバーと参照用の光ファイバーに光を入射して、光ファイバーに設けられた反射器からの反射光により生じる干渉縞のピーク位置を検出して主反射鏡の歪みを算出し、その歪みから主反射鏡の鏡面誤差を算出することができるため、鏡面誤差を鏡面補正駆動部にフィードバックすることで鏡面誤差をリアルタイムに補正することができ、これにより望遠鏡の運用効率が向上し、また、様々な時刻や望遠鏡の姿勢における鏡面精度の信頼性が向上する効果が得られる。
【００９０】
この実施の形態３によれば、副反射鏡支持部に設けた測定用の光ファイバーと参照用の光ファイバーに光を入射して、光ファイバーに設けられた反射器からの反射光により生じる干渉縞のピーク位置を検出して主反射鏡の歪みを算出し、副反射鏡の変位による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果が得られる。
【００９１】
この実施の形態３によれば、主反射鏡バックストラクチャーに設けた測定用の光ファイバーと参照用の光ファイバーに光を入射して、光ファイバー各部の歪みの分布を測定するようにしたので、主反射鏡バックストラクチャーの変形による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果が得られる。
【００９２】
この実施の形態３によれば、アンテナマウント部に測定用の光ファイバーと参照用の光ファイバーを設けてアンテナマウント部の歪みを測定するようにしたので、アンテナマウント部の変形による指向誤差を算出することができ、設置場所の制限が緩和され、多くのアンテナに導入できるようになる効果が得られる。
【００９３】
この実施の形態３によれば、指向誤差を補正する機構として副反射鏡駆動部を備えたので、高周波成分の指向誤差を計測し補正することができ、高精度な指向誤差の補正が可能になる効果が得られる。
【００９４】
この実施の形態３によれば、光ファイバーおよび歪み測定部を分割したので、敷設の実施が容易になり、また、駆動部を避けて敷設することができるので光ファイバーの破損の頻度を低く抑えることができる効果が得られる。
【００９５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、主反射鏡に設けた光ファイバーに光を入射して散乱光の波長と強度と到達時間の情報を検出するようにしたので、主反射鏡の歪みをリアルタイムに測定することができ、その歪みから主反射鏡の鏡面誤差を算出することができるため、鏡面誤差を鏡面補正駆動部にフィードバックすることで鏡面誤差をリアルタイムに補正することができ、これにより望遠鏡の運用効率が向上し、また、様々な時刻や望遠鏡の姿勢における鏡面精度の信頼性が向上する効果がある。
【００９６】
この発明によれば、副反射鏡支持部に設けた光ファイバーに光を入射して散乱光の波長と強度と到達時間の情報を検出するようにしたので、副反射鏡の変位による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果がある。
【００９７】
この発明によれば、主反射鏡バックストラクチャーに光ファイバーを設けて該主反射鏡バックストラクチャーの歪みを測定するようにしたので、主反射鏡の変形による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果がある。
【００９８】
この発明によれば、アンテナマウント部に光ファイバーを設けてアンテナマウント部の歪みを測定するようにしたので、アンテナマウント部の変形による指向誤差を算出することができ、設置場所の制限が緩和され、多くのアンテナに導入できるようになる効果がある。また、アンテナマウント部に対しても共通の光ファイバーおよび歪み測定部を使用して鏡面誤差や指向誤差を測定することで、鏡面精度と指向誤差が同時に測定することができ、またシステムを簡素化することができ、これにより、運用効率が向上し、低コスト化やシステムの導入時間が短縮される効果がある。
【００９９】
この発明によれば、指向誤差を補正する機構として副反射鏡駆動部を備えたので、高周波成分の指向誤差を計測し補正することができ、高精度な指向誤差の補正が可能になる効果がある。
【０１００】
この発明によれば、光ファイバーおよび歪み測定部を分割したので、敷設の実施が容易になり、また、駆動部を避けて敷設することができるので光ファイバーの破損の頻度を低く抑えることができる効果がある。
【０１０１】
この発明によれば、主反射鏡に設けられた２本の光ファイバーに光を入射して該光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、干渉縞のピーク位置を検出し構造物各部の歪み量を検出するようにしたので、主反射鏡の歪みをリアルタイムに測定することができ、その歪みから主反射鏡の鏡面誤差を算出することができるため、鏡面誤差を鏡面補正駆動部にフィードバックすることで鏡面誤差をリアルタイムに補正することができ、これにより望遠鏡の運用効率が向上し、また、様々な時刻や望遠鏡の姿勢における鏡面精度の信頼性が向上する効果がある。
【０１０２】
この発明によれば、副反射鏡支持部に設けた２本の光ファイバーに光を入射して、該光ファイバーの先端あるいは光ファイバー中に設けられた反射器からの反射光を用いて、干渉縞のピーク位置を検出し構造物各部の歪み量を検出するようにしたので、副反射鏡の変位による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果がある。
【０１０３】
この発明によれば、主反射鏡バックストラクチャーに２本の光ファイバーを設けて該主反射鏡バックストラクチャーの歪みを測定するようにしたので、主反射鏡の変形による指向誤差をリアルタイムに測定することができ、指向誤差をアンテナ駆動部にフィードバックすることで、指向誤差の補正の精度が高くなる効果がある。
【０１０４】
この発明によれば、アンテナマウント部に２本の光ファイバーを設けてアンテナマウント部の歪みを測定するようにしたので、アンテナマウント部の変形による指向誤差を算出することができ、設置場所の制限が緩和され、多くのアンテナに導入できるようになる効果がある。また、アンテナマウント部に対しても共通の光ファイバーおよび歪み測定部を使用して鏡面誤差や指向誤差を測定することで、鏡面精度と指向誤差が同時に測定することができ、またシステムを簡素化することができ、これにより、運用効率が向上し、低コスト化やシステムの導入時間が短縮される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１のアンテナ装置の全体構成を示すシステム概念図である。
【図２】この発明の実施の形態１のアンテナ装置の計測演算部の構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２のアンテナ装置の全体構成を示すシステム概念図である。
【図４】この発明の実施の形態２のアンテナ装置の計測演算部の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３のアンテナ装置の全体構成を示すシステム概念図である。
【図６】この発明の実施の形態３のアンテナ装置の計測演算部の構成を示すブロック図である。
【図７】従来のアンテナ装置の構成図である。
【図８】従来のアンテナ装置の構成図である。
【符号の説明】
１　主反射鏡、２　主反射鏡バックストラクチャー、３　副反射鏡、４　副反射鏡支持部、５　アンテナマウント部、６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ　光ファイバー、７，７ａ，７ｂ　入射光、８，８ａ，８ｂ　散乱光、９　計測演算部、１０　鏡面誤差・指向誤差、１０ａ　鏡面補正データ、１０ｂ　アンテナ指向方向補正データ、１０ｃ　副反射鏡位置補正データ、１１　アンテナ駆動部、１１ａ　ＥＬ軸駆動部、１１ｂ　ＡＺ軸駆動部、１２　副反射鏡駆動部、１３　鏡面補正駆動部、１４，１４ａ，１４ｂ　歪み測定部、１５　主反射鏡の歪み、１６ａ　主反射鏡バックストラクチャーの歪み、１６ｂ　副反射鏡支持部の歪み、１６ｃ　アンテナマウント部の歪み、１７　鏡面誤差演算部、１８　指向誤差演算部、４０　反射器、４１，４１ａ，４１ｂ　反射光、４２，４２ａ，４２ｂ　光カップラー、４３，４３ａ，４３ｂ　光ファイバー。
【図１】
2004007437.tif 000003
【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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【図８】
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