(57)【要約】【課題】複数の電波発信源の見かけの離角を精度良く特定する補完アンテナを用いた電波観測システムを提供する。【解決手段】第１ホーン（第１主アンテナ受信部）１５と第２ホーン（第２主アンテナ受信部）１６とをパラボラに備える第１マルチビームアンテナ１０、その第１マルチビームアンテナ１０に距離Ｑ＝５０ｍで隣接して備える第１補完アンテナ１７、第１器差位相算出部２８、第１ホーン（第１主アンテナ受信部）２５と第２ホーン（第２主アンテナ受信部）２６とをパラボラに備える第２マルチビームアンテナ２０、その第２マルチビームアンテナ２０に距離Ｒ＝５０ｍで隣接して備える第２補完アンテナ２７、第２器差位相算出部２９、相互相関処理部３０、相関値較正部３１などを備えてなる。【選択図】図１
2005351732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電波発信源から発信されるそれぞれの電波を受信する主アンテナ受信部を複数設けた第１マルチビームアンテナおよび第２マルチビームアンテナと、
前記第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とが受信した第１電波発信源から発信される第１電波の第１複素相互相関値を算出するとともに、前記第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とが受信した第２電波発信源から発信される第２電波の第２複素相互相関値を算出する相互相関処理部とを備え、
前記第１複素相互相関値と前記第２複素相互相関値とにより前記第１電波発信源と前記第２電波発信源との見かけの離角を決定する補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、
前記第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を前記電波発信源に向けて回動し前記複数の電波発信源からの電波を受信しうる第１補完アンテナと、
前記第１電波を前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出し、前記第３複素相互相関値と前記第４複素相互相関値とから前記第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出部と、
前記第１器差位相算出部で算出された前記第１器差位相値をもって前記第１複素相互相関値および前記第２複素相互相関値の較正を行う相関値較正部とを備えることを特徴とする、補完アンテナを用いた電波観測システム。
【請求項２】
複数の電波発信源から発信されるそれぞれの電波を受信する主アンテナ受信部を複数設けた第１マルチビームアンテナおよび第２マルチビームアンテナと、
前記第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とが受信した第１電波発信源から発信される第１電波の第１複素相互相関値を算出するとともに、前記第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とが受信した第２電波発信源から発信される第２電波の第２複素相互相関値を算出する相互相関処理部とを備え、
前記第１複素相互相関値と前記第２複素相互相関値とにより前記第１電波発信源と前記第２電波発信源との見かけの離角を決定する補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、
前記第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を前記電波発信源に向けて回動し前記複数の電波発信源からの電波を受信しうる第１補完アンテナと、
前記第２マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を前記電波発信源に向けて回動し前記複数の電波発信源からの電波を受信しうる第２補完アンテナと、
前記第１電波を前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出し、前記第３複素相互相関値と前記第４複素相互相関値とから前記第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出部と、
前記第１電波を前記第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第５複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を前記第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第６複素相互相関値を算出し、前記第５複素相互相関値と前記第６複素相互相関値とから前記第２マルチビームアンテナに固有の第２器差位相値を算出する第２器差位相算出部と、
前記第１器差位相算出部で算出された前記第１器差位相値および前記第２器差位相算出部で算出された前記第２器差位相値をもって前記第１複素相互相関値および前記第２複素相互相関値の較正を行う相関値較正部とを備えることを特徴とする、補完アンテナを用いた電波観測システム。
【請求項３】
ＶＬＢＩシステムを用いたことを特徴とする、請求項１または２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システム。
【請求項４】
前記第１補完アンテナと前記第１マルチビームアンテナとの距離が５０ｍ以内であることを特徴とする、請求項１または２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システム。
【請求項５】
前記第２補完アンテナと前記第２マルチビームアンテナとの距離が５０ｍ以内であることを特徴とする、請求項２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システム。
【請求項６】
前記第１マルチビームアンテナに対して前記第１補完アンテナを複数備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システム。
【請求項７】
前記第２マルチビームアンテナに対して前記第２補完アンテナを複数備えることを特徴とする、請求項２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システム。
【請求項８】
第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部と、第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とがそれぞれ受信した第１電波発信源から発信される第１電波から第１複素相互相関値を算出するとともに、
前記第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部と、前記第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とが受信した第２電波発信源から発信される第２電波から第２複素相互相関値を算出する相互相関処理ステップと、
前記第１複素相互相関値と前記第２複素相互相関値とにより前記第１電波発信源と前記第２電波発信源との見かけの離角を決定する相対位置決定ステップとを備える電波観測方法において、
前記第１電波を、前記第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を、前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出する第１補完処理準備ステップと、
前記第３複素相互相関値と前記第４複素相互相関値とから前記第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出ステップと、
前記第１器差位相算出ステップで算出された前記第１器差位相値をもって前記第１複素相互相関値および前記第２複素相互相関値の較正を行う器差位相較正ステップとを備えることを特徴とする、電波観測方法。
【請求項９】
第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部と、第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とがそれぞれ受信した第１電波発信源から発信される第１電波から第１複素相互相関値を算出するとともに、
前記第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部と、前記第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とが受信した第２電波発信源から発信される第２電波から第２複素相互相関値を算出する相互相関処理ステップと、
前記第１複素相互相関値と前記第２複素相互相関値とにより前記第１電波発信源と前記第２電波発信源との見かけの離角を決定する相対位置決定ステップとを備える電波観測方法において、
前記第１電波を、前記第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を、前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出する第１補完処理準備ステップと、
前記第３複素相互相関値と前記第４複素相互相関値とから前記第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出ステップと、
前記第１電波を、前記第２マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第５複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を、前記第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第６複素相互相関値を算出する第２補完処理準備ステップと、
前記第５複素相互相関値と前記第６複素相互相関値とから前記第２マルチビームアンテナに固有の第２器差位相値を算出する第２器差位相算出ステップと、
前記第１器差位相算出ステップおよび前記第２器差位相算出ステップで算出された前記第１器差位相値および前記第２器差位相値をもって前記第１複素相互相関値および前記第２複素相互相関値の較正を行う器差位相較正ステップとを備えることを特徴とする、電波観測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電波発信源から発信されるそれぞれの電波を受信し、複数の電波発信源間の見かけの離角を決定する補完アンテナによる電波観測システムおよび電波観測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波観測システムの一つとして、超長基線電波干渉法：ＶＬＢＩ（Ｖｅｒｙ  Ｌｏｎｇ  Ｂａｓｅｌｉｎｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）を用いた電波観測システム（以下、「ＶＬＢＩ観測システム」という。）がある。このＶＬＢＩ観測システムは、図８に示すように、例えば宇宙の彼方にあるクエーサーなどの天体（電波発信源）ＣＢから放射（発信）される特定の波長の電波Ｗをたとえば数１０ｋｍの距離（基線長）Ｌを隔てて２地点に設けられたアンテナＡ，Ｂにそれぞれ備える受信部ａ，ｂで同時に受信する。そして、アンテナＡへの電波Ｗの到着時刻と、アンテナＢへの電波Ｗの到着時刻との差（遅延時間）を計測して天体ＣＢの方向を特定する観測方法に基づく電波観測システムである。
ＶＬＢＩ観測システムによる天体の角度分解能は、電波Ｗの波長をλ、基線長をＬとすると、λ／Ｌ（ラジアン）で与えられる。したがって、基線長Ｌを大きくすることによって非常に高い角度分解能を得られることが知られている。
【０００３】
また、１つのアンテナに複数の受信部を設け、それぞれの受信部で異なる方向からの電波を同時に受信することができるマルチビームアンテナが開発されており、マルチビームアンテナとＶＬＢＩ観測システムとを組み合わせた位置天文学の電波観測システムが開示されている（例えば非特許文献１）。
この電波観測システムは、図９に示すように、電波発信源ＣＢ１から発信される電波Ｗ１を受信する第１主アンテナ受信部ａ２、電波発信源ＣＢ２から発信される電波Ｗ２を受信する第２主アンテナ受信部ａ１とを設けたマルチビームアンテナＡ´と、電波Ｗ１を受信する第１主アンテナ受信部ｂ２と電波Ｗ２を受信する第２主アンテナ受信部ｂ１とを設けたマルチビームアンテナＢ´とを備えた観測システムにおいて、第１主アンテナ受信部ａ２，ｂ２が受信した天体ＣＢ１から発信される電波Ｗ１の第１複素相互相関値を算出するとともに、第２主アンテナ受信部ａ１，ｂ１が受信した天体ＣＢ２からの電波Ｗ２の第２複素相互相関値を算出する相互相関処理部Ｃとを備え、第１複素相互相関値と第２複素相互相関値とにより天体ＣＢ１と天体ＣＢ２との見かけの離角を決定することができる。
【０００４】
【非特許文献１】"Dual Beam VLBI Techniques for Precision Astrometry of VERA Project", Noriyuki Kawaguchi et al., Proc. SPIE Vol. 4015, p. 544-551, Radio Telescopes, Harvey R. Butcher; Ed.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなマルチビームアンテナを用いた従来のＶＬＢＩ観測システムでは、それぞれの天体ＣＢ１，ＣＢ２からの電波Ｗ１，Ｗ２を各受信部ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２で受信した後、アンプ、ミキサー、Ａ／Ｄコンバータなどの受信機器を経て磁気テープｔ１，ｔ２に記録され、その磁気テープｔ１，ｔ２を再生して相互相関処理部Ｃで複素相互相関処理することによってアンテナＡ´への電波Ｗ１，Ｗ２の到着時刻と、アンテナＢ´への電波Ｗ１，Ｗ２の到着時刻との差（遅延時間）を計測して天体ＣＢ１，ＣＢ２の方向を特定する。このとき、アンテナＡ´，Ｂ´が受信する電波Ｗ１またはＷ２は、磁気テープｔ１，ｔ２に記録されるまでの間にそれぞれの受信機器による遅延位相（器差位相）を含むことになる。なお、この遅延位相は受信部ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２や受信機器によって固有であり、かつ時間変動するものである。
しかし、従来のマルチビームアンテナを利用した電波干渉法ではこの器差位相を直接測定することができないため、モデリングなどの推定によって補正値を決定し、その補正値をもって複素相互相関処理結果の補正を行っていた。したがって、複数の天体の見かけの離角を精度良く特定することができないという問題があった。
そこでこの発明の目的は、複数の電波発信源の見かけの離角を精度良く特定する補完アンテナを用いた電波観測システムおよび電波観測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため請求項１に記載の発明は、複数の電波発信源から発信されるそれぞれの電波を受信する主アンテナ受信部を複数設けた第１マルチビームアンテナおよび第２マルチビームアンテナと、
前記第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とが受信した第１電波発信源から発信される第１電波の第１複素相互相関値を算出するとともに、前記第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とが受信した第２電波発信源から発信される第２電波の第２複素相互相関値を算出する相互相関処理部とを備え、
前記第１複素相互相関値と前記第２複素相互相関値とにより前記第１電波発信源と前記第２電波発信源との見かけの離角を決定する補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、
前記第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を前記電波発信源に向けて回動し前記複数の電波発信源からの電波を受信しうる第１補完アンテナと、
前記第１電波を前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出し、前記第３複素相互相関値と前記第４複素相互相関値とから前記第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出部と、
前記第１器差位相算出部で算出された前記第１器差位相値をもって前記第１複素相互相関値および前記第２複素相互相関値の較正を行う相関値較正部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、複数の電波発信源から発信されるそれぞれの電波を受信する主アンテナ受信部を複数設けた第１マルチビームアンテナおよび第２マルチビームアンテナと、
前記第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とが受信した第１電波発信源から発信される第１電波の第１複素相互相関値を算出するとともに、前記第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とが受信した第２電波発信源から発信される第２電波の第２複素相互相関値を算出する相互相関処理部とを備え、
前記第１複素相互相関値と前記第２複素相互相関値とにより前記第１電波発信源と前記第２電波発信源との見かけの離角を決定する補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、
前記第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を前記電波発信源に向けて回動し前記複数の電波発信源からの電波を受信しうる第１補完アンテナと、
前記第２マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を前記電波発信源に向けて回動し前記複数の電波発信源からの電波を受信しうる第２補完アンテナと、
前記第１電波を前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出し、前記第３複素相互相関値と前記第４複素相互相関値とから前記第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出部と、
前記第１電波を前記第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第５複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を前記第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第６複素相互相関値を算出し、前記第５複素相互相関値と前記第６複素相互相関値とから前記第２マルチビームアンテナに固有の第２器差位相値を算出する第２器差位相算出部と、
前記第１器差位相算出部で算出された前記第１器差位相値および前記第２器差位相算出部で算出された前記第２器差位相値をもって前記第１複素相互相関値および前記第２複素相互相関値の較正を行う相関値較正部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、ＶＬＢＩシステムを用いたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、前記第１補完アンテナと前記第１マルチビームアンテナとの距離が５０ｍ以内であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、前記第２補完アンテナと前記第２マルチビームアンテナとの距離が５０ｍ以内であることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、前記第１マルチビームアンテナに対して前記第１補完アンテナを複数備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の補完アンテナを用いた電波観測システムにおいて、前記第２マルチビームアンテナに対して前記第２補完アンテナを複数備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部と、第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とがそれぞれ受信した第１電波発信源から発信される第１電波から第１複素相互相関値を算出するとともに、
前記第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部と、前記第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とが受信した第２電波発信源から発信される第２電波から第２複素相互相関値を算出する相互相関処理ステップと、
前記第１複素相互相関値と前記第２複素相互相関値とにより前記第１電波発信源と前記第２電波発信源との見かけの離角を決定する相対位置決定ステップとを備える電波観測方法において、
前記第１電波を、前記第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を、前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出する第１補完処理準備ステップと、
前記第３複素相互相関値と前記第４複素相互相関値とから前記第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出ステップと、
前記第１器差位相算出ステップで算出された前記第１器差位相値をもって前記第１複素相互相関値および前記第２複素相互相関値の較正を行う器差位相較正ステップとを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部と、第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とがそれぞれ受信した第１電波発信源から発信される第１電波から第１複素相互相関値を算出するとともに、
前記第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部と、前記第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とが受信した第２電波発信源から発信される第２電波から第２複素相互相関値を算出する相互相関処理ステップと、
前記第１複素相互相関値と前記第２複素相互相関値とにより前記第１電波発信源と前記第２電波発信源との見かけの離角を決定する相対位置決定ステップとを備える電波観測方法において、
前記第１電波を、前記第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を、前記第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出する第１補完処理準備ステップと、
前記第３複素相互相関値と前記第４複素相互相関値とから前記第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出ステップと、
前記第１電波を、前記第２マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える前記第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第５複素相互相関値を算出するとともに、前記第２電波を、前記第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と前記第２マルチビームアンテナに備える前記第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第６複素相互相関値を算出する第２補完処理準備ステップと、
前記第５複素相互相関値と前記第６複素相互相関値とから前記第２マルチビームアンテナに固有の第２器差位相値を算出する第２器差位相算出ステップと、
前記第１器差位相算出ステップおよび前記第２器差位相算出ステップで算出された前記第１器差位相値および前記第２器差位相値をもって前記第１複素相互相関値および前記第２複素相互相関値の較正を行う器差位相較正ステップとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を電波発信源に向けて回動し複数の電波発信源からの電波を受信しうる第１補完アンテナと、第１電波を第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、第２電波を第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出し、第３複素相互相関値と第４複素相互相関値とから第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出部と、第１器差位相算出部で算出された第１器差位相値をもって第１複素相互相関値および第２複素相互相関値の較正を行う相関値較正部とを備えるので、第１補完アンテナと第１マルチビームアンテナとで第１器差位相値を直接測定することができ、第１器差位相値を用いて第１複素相互相関値および第２複素相互相関値の較正を行い正確な器差位相値を算出することができ、複数の電波発信源の見かけの離角を精度良く特定する補完アンテナを用いた電波観測システムを提供することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を電波発信源に向けて回動し複数の電波発信源からの電波を受信しうる第１補完アンテナと、第２マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられ、補完アンテナ受信部を電波発信源に向けて回動し複数の電波発信源からの電波を受信しうる第２補完アンテナと、第１電波を第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と第１マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、第２電波を第１補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と第１マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出し、第３複素相互相関値と第４複素相互相関値とから第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出部と、第１電波を第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と第２マルチビームアンテナに備える第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第５複素相互相関値を算出するとともに、第２電波を前記第２補完アンテナに備える補完アンテナ受信部と第２マルチビームアンテナに備える第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第６複素相互相関値を算出し、第５複素相互相関値と第６複素相互相関値とから第２マルチビームアンテナに固有の第２器差位相値を算出する第２器差位相算出部と、第１器差位相算出部で算出された第１器差位相値および第２器差位相算出部で算出された２器差位相値をもって第１複素相互相関値および第２複素相互相関値の較正を行う相関値較正部とを備えるので、第１補完アンテナと第１マルチビームアンテナとで第１器差位相値を直接測定することができるとともに、第２補完アンテナと第２マルチビームアンテナとで第２器差位相値を直接算出することができ、第１器差位相値と第２器差位相値とを用いて第１複素相互相関値および第２複素相互相関値の較正を行い正確な器差位相値を算出することができ、複数の電波発信源の見かけの離角を精度良く特定する補完アンテナを用いた電波観測システムを提供することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、補完アンテナを用いた電波観測システムがＶＬＢＩを用いるので、高角度分解能を有し、複数の電波発信源の見かけの離角をより精度良く特定する補完アンテナを用いた電波観測システムを提供することができる。
また、多くのＶＬＢＩにおいては空間分解能が非常に高いため、相互相関振幅が低くなり、十分なＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）が得られず、良い位相較正が行えないため、較正用に別途強力な電波天体を観測する必要があったが、本発明では、マルチビームアンテナと補完アンテナとの距離はわずか数十ｍであり、その相互相関関振幅は大きい。したがって従来のＶＬＢＩでは利用できなかった惑星やコンパクトＨＩＩ領域などからの電波を用いて機器位相差を測定することができる。
さらに、相互相関振幅が大きいことから、観測目的の天体そのもの観測からマルチビーム間の機器位相差を測定することもできる。すなわち、アンテナの姿勢を大きく変化させる必要がなく、アンテナ姿勢を大きく変化させることで生じる器差位相の変動を起こすことなく器差位相を測定することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、第１補完アンテナと第１マルチビームアンテナとの設置距離が５０ｍ以内であるので、第１補完アンテナと第１マルチビームアンテナとが受信する同一の電波発信源から到達する電波に大気の乱れによる影響は考慮の必要がないほど小さく、第１器差位相値を算出して、その第１器差位相値を用いて第１複素相互相関値の較正を行うことができ、複数の電波発信源の見かけの離角をより精度良く特定する補完アンテナを用いた電波観測システムを提供することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、第２補完アンテナと第２マルチビームアンテナとの設置距離が５０ｍ以内であるので、第２補完アンテナと第２マルチビームアンテナとが受信する同一の電波発信源から到達する電波に大気の乱れによる影響は考慮の必要がないほど小さく、第２器差位相値を算出して、その第２器差位相値を用いて第２複素相互相関値の較正を行うことができ、複数の電波発信源の見かけの離角をより精度良く特定する補完アンテナを用いた電波観測システムを提供することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、第１マルチビームアンテナに対して第１補完アンテナを複数備えるので、第１補完アンテナを第１マルチビームアンテナに隣接させて配置した場合に、第１マルチビームアンテナの影となって受信できない領域を第１補完アンテナが受信することで、第１補完アンテナが全方位の電波発信源を対象として、第１器差位相値を算出することができ、効率的に第１複素相互相関値および第２複素相互相関値の較正を行うことができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、第２マルチビームアンテナに対して第２補完アンテナを複数備えるので、第２補完アンテナを第２マルチビームアンテナに隣接させて配置した場合に、第２マルチビームアンテナの影となって受信できない領域を第２補完アンテナが受信することで、第２補完アンテナが全方位の電波発信源を対象として、第２器差位相値を算出することができ、効率的に第１複素相互相関値および第２複素相互相関値の較正を行うことができる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、第１電波を、第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第１補完アンテナの補完アンテナ受信部と第１マルチビームアンテナの第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、第２電波を、第１補完アンテナの補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナの第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出する第１補完処理準備ステップを有するので、第１補完アンテナと第１マルチビームアンテナとで第１電波を受信する際に、両者が受信する第１電波に大気の乱れによる影響を考慮する必要がない。同様に、第１補完アンテナと第１マルチビームアンテナとで第２電波を受信する際に、両者が受信する第２電波にも大気の乱れによる影響を考慮する必要がない。したがって、簡単に精度よく第３複素相互相関値および第４複素相互相関値を算出することができる。
加えて、第３複素相互相関値と第４複素相互相関値とから第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出ステップを有するので、正確な第１器差位相値を算出することができる。
そして、上記第１器差位相算出ステップで算出された第１器差位相値をもって第１複素相互相関値および第２複素相互相関値の較正を行う器差位相較正ステップを備えるので、複数の電波発信源の見かけの離角をより精度良く特定する電波観測方法を提供することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明によれば、第１電波を、第１マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第１補完アンテナの補完アンテナ受信部と第１マルチビームアンテナの第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、第２電波を、第１補完アンテナの補完アンテナ受信部と前記第１マルチビームアンテナの第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出する第１補完処理準備ステップを有するので、第１補完アンテナと第１マルチビームアンテナとで第１電波を受信する際に、両者が受信する第１電波に大気の乱れによる影響を考慮する必要がない。同様に、第１補完アンテナと第１マルチビームアンテナとで第２電波を受信する際に、両者が受信する第２電波にも大気の乱れによる影響を考慮する必要がない。したがって、簡単に精度よく第３複素相互相関値および第４複素相互相関値を算出することができる。
加えて、第３複素相互相関値と第４複素相互相関値とから第１マルチビームアンテナに固有の第１器差位相値を算出する第１器差位相算出ステップを有するので、正確な第１器差位相値を算出することができる。
また、第１電波を、第２マルチビームアンテナに一定距離をもって隣接して設けられた第２補完アンテナの補完アンテナ受信部と第２マルチビームアンテナの第１主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第５複素相互相関値を算出するとともに、第２電波を、第２補完アンテナの補完アンテナ受信部と第２マルチビームアンテナの第２主アンテナ受信部とでそれぞれ受信して第６複素相互相関値を算出する第２補完処理準備ステップを有するので、第２補完アンテナと第２マルチビームアンテナとで第１電波を受信する際に、両者が受信する第１電波に大気の乱れによる影響を考慮する必要がない。同様に、第２補完アンテナと第２マルチビームアンテナとで第２電波を受信する際に、両者が受信する第２電波にも大気の乱れによる影響を考慮する必要がない。したがって、簡単に精度よく第５複素相互相関値および第６複素相互相関値を算出することができる。
加えて、第５複素相互相関値と第６複素相互相関値とから第２マルチビームアンテナに固有の第２器差位相値を算出する第２器差位相算出ステップを有するので、正確な第２器差位相値を算出することができる。
そして、上記第１器差位相算出ステップおよび第２器差位相算出ステップで算出された第１器差位相値および第２器差位相値をもって第１複素相互相関値および第２複素相互相関値の較正を行う器差位相較正ステップを備えるので、複数の電波発信源の見かけの離角をより精度良く特定する電波観測方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（第１の実施の形態）
以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための最良の形態について詳述する。
図１はこの発明の補完アンテナを用いた電波観測システムの一例としての超長基線電波干渉法：ＶＬＢＩ（Ｖｅｒｙ  Ｌｏｎｇ  Ｂａｓｅｌｉｎｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）を用いた電波観測方法（以下、「ＶＬＢＩ観測方法」という。）による天体観測システムの概略説明図である。
この天体観測システムは、第１ホーン（第１主アンテナ受信部）１５と第２ホーン（第２主アンテナ受信部）１６とをパラボラに備える第１マルチビームアンテナ１０、その第１マルチビームアンテナ１０に距離Ｑ＝５０ｍで隣接して備える第１補完アンテナ１７、第１器差位相算出部２８、第１ホーン（第１主アンテナ受信部）２５と第２ホーン（第２主アンテナ受信部）２６とをパラボラに備える第２マルチビームアンテナ２０、その第２マルチビームアンテナ２０に距離Ｒ＝５０ｍで隣接して備える第２補完アンテナ２７、第２器差位相算出部２９、相互相関処理部３０、相関値較正部３１などを備えてなる。なお、第１マルチビームアンテナ１０と第２マルチビームアンテナ２０とは距離（基線長）Ｐ＝３０００ｋｍを隔てて設けられている。
【００２５】
また、第１補完アンテナ１７のパラボラには補完アンテナホーン（補完アンテナ受信部）１７ａを備え、第２補完アンテナ２７のパラボラには補完アンテナホーン（補完アンテナ受信部）２７ａを備える。
そして、第１ホーン１５、第２ホーン１６、補完アンテナホーン１７ａはそれぞれ第１器差位相算出部２８にケーブル線などで接続される一方、第１器差位相算出部２８は、第３記録手段に接続されている。同様に、第１ホーン２５、第２ホーン２６、補完アンテナホーン２７ａはそれぞれ第２器差位相算出部２９にケーブル線などで接続される一方、第２器差位相算出部２９は、第４記録手段に接続されている。
第１ホーン１５と第２ホーン１６とは別のケーブル線などによってそれぞれ第１記録手段に接続されている。同様に、第１ホーン２５と第２ホーン２６とは別のケーブル線などによってそれぞれ第２記録手段に接続されている。
また、相互相関処理部３０は不図示の再生手段に接続される。そして、相関値較正部３１を独立に設ける。なお、相関値較正部３１は、相互相関処理部３０とケーブルなどで接続されていてもよい。
【００２６】
第１マルチビームアンテナ１０は、天体（第１電波発信源）１１から発信される第１電波１３および天体（第２電波発信源）１２から発信される第２電波１４を受信する。このとき、第１ホーン１５は第１電波１３を、第２ホーン１６は第２電波１４をそれぞれ受信するようになっている。したがって、第１マルチビームアンテナ１０では、同時に第１電波１３と第２電波１４とを受信することができるようになっている。
また、第１補完アンテナ１７は、天体１１から発信される第１電波１３および天体１２から発信される第２電波１４を補完アンテナホーン１７ａにて受信する。なお、通常、天体１１と天体１２との方位は異なるが、第１補完アンテナ１７に備えるパラボラが受信する電波に向かって回動するので、１つの補完アンテナホーン１７ａにて複数の天体からの電波を受信することができる。しかし、第１マルチビームアンテナ１０とは異なり、同時に第１電波１３と第２電波１４とを受信することはできない。
【００２７】
同様に、第２マルチビームアンテナ２０は、天体１１から発信される第１電波１３および天体１２から発信される第２電波１４を受信する。このとき、第１ホーン２５は第１電波１３を、第２ホーン２６は第２電波１４をそれぞれ受信するようになっている。したがって、第２マルチビームアンテナ２０も、同時に第１電波１３と第２電波１４とを受信することができるようになっている。
また、第２補完アンテナ２７は、天体１１から発信される第１電波１３および天体１２から発信される第２電波１４を補完アンテナホーン２７ａにて受信する。なお、第１補完アンテナ１７と同様に、第２補完アンテナ２７に備えるパラボラが受信する電波に向かって回動するので、１つの補完アンテナホーン２７ａにて複数の天体からの電波を受信することができる。しかし、第２マルチビームアンテナ２０とは異なり、同時に第１電波１３と第２電波１４とを受信することはできない。
【００２８】
ところで、大気の乱れに起因する電波波面の擾乱の研究結果にはAsaki et al., Radio Sci., 1998などがある。大気の乱れの起因する電波波面の擾乱の研究では一定高度の上空にフェーズ・スクリーンがあり、これが風に従って移動してゆく、と考えると電波位相の乱れをよく再現できることが知られている（フェーズ・スクリーンモデル）。
一般に２つの天体間の離角が２度程度では大気による位相乱れは無視できるほど小さい。これをフェーズ・スクリーンモデルを用いて、大気による位相乱れが許容できるアンテナ間距離を求める方法を以下に示す。
フェーズ・スクリーンの高度を１０００ｍとして、これを仰角４５度で観測したとする。２つの天体間の離角が２度程度までは位相乱れは無視できるほど小さい。
この２度離角はフェーズ・スクリーン上の水平距離にして、
２°×（π／１８０°）×１０００ｍ×（ｓｅｃ(４５°)）＝４７ｍ
であり、地上にあるアンテナ間距離は５０ｍ程度離しても、電波の位相乱れは無視できることになる。
したがって、第１マルチビームアンテナ１０と第１補完アンテナ１７との距離Ｑを５０ｍ以内とすれば、第１マルチビームアンテナ１０と第１補完アンテナ１７とが同一電波発信源から受信する電波の大気の乱れに起因する電波波面の擾乱は無視してもよい。同様に、第２マルチビームアンテナ２０と第２補完アンテナ２７との距離Ｒを５０ｍ以内とすれば、第２マルチビームアンテナ２０と第２補完アンテナ２７とが同一電波発信源から受信する電波の大気の乱れに起因する電波波面の擾乱も無視してもよい。
【００２９】
図２に示すように、第１マルチビームアンテナ１０は、パラボラ１０ａが支持台１０ｂに角度変更可能に設けられ、パラボラ１０ａには、第１ホーン１５および第２ホーン１６が設けられている。そして、第１ホーン１５と第１記録手段４５との間には、アンプ４１ａ、第１ミキサ４２ａ、第２ミキサ４３ａ、Ａ／Ｄコンバータ４４ａなどがこの順にケーブル線４０などで接続されている。また、第１ミキサ４２ａには第１局部発振器４６ａが接続され、第２ミキサ４３ａには第２局部発振器４７ａが接続されている。同様に、第２ホーン１６と第１記録手段４５との間には、アンプ４１ｂ、第１ミキサ４２ｂ、第２ミキサ４３ｂ、Ａ／Ｄコンバータ４４ｂなどがこの順にケーブル線４０などで接続されている。また、第１ミキサ４２ｂには第１局部発振器４６ｂが接続され、第２ミキサ４３ｂには第２局部発振器４７ｂが接続されている。
なお、第２マルチビームアンテナ２０の第１ホーン２５と第２記録手段との間、および第２ホーン２６と第２記録手段との間も同様の構成となっているので説明を省略する。
【００３０】
このように構成された補完アンテナを用いた電波観測システムで２つの天体１１，１２の見かけの離角を決定する方法について、図１ないし図３を用いて説明する。
まず、相互相関処理ステップＳ１において、第１マルチビームアンテナ１０に備える第１ホーン１５と、第２マルチビームアンテナ２０に備える第１ホーン２５とで、天体１１から発信される第１電波１３を同時に一定時間だけ受信する。これと同時に、第１マルチビームアンテナ１０に備える第２ホーン１６と、第２マルチビームアンテナ２０に備える第２ホーン２６とで、天体１２から発信される第２電波１４を同時に一定時間だけ受信する。
そして、第１ホーン１５で受信した第１電波１３はアンプ４１ａ、第１ミキサ４２ａ、第２ミキサ４３ａ、Ａ／Ｄコンバータ４４ａなどを経て第１記録手段４５において記録テープ（記録媒体）Ｔ１に格納され、第２ホーン１６で受信した第２電波１４はアンプ４１ｂ、第１ミキサ４２ｂ、第２ミキサ４３ｂ、Ａ／Ｄコンバータ４４ｂなどを経て第１記録手段４５において記録テープＴ１に格納される。一方、第１ホーン２５で受信した第１電波１３および、第２ホーン２６で受信した第２電波１４はそれぞれ別に備えるアンプ、第１ミキサ、第２ミキサ、Ａ／Ｄコンバータなどを経て第２記録手段において記録テープ（記録媒体）Ｔ２に格納される。
さらに、記録テープＴ１，Ｔ２を相互相関処理部３０に持ち込んで、相互相関処理を行うことにより第１複素相互相関値および第２複素相互相関値を算出する。
【００３１】
次に、第１補完処理準備ステップＳ２１において、第１電波１３を、補完アンテナ受信部１７ａと第１マルチビームアンテナ１０に備える第１ホーン１５とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、第２電波１４を、補完アンテナ受信部１７ａと第１マルチビームアンテナ１０に備える第２ホーン１６とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出する。
詳しくは、図４（ａ）に示すように、まず、天体１１の第１電波１３を受信するように第１補完アンテナ１７を回動して傾ける。そして、受信した第１電波１３と、第１マルチビームアンテナ１０の第１ホーン１５で受信した第１電波１３とを第１器差位相算出部２８に送り第３複素相互相関値を算出する。次に、図４（ｂ）に示すように、天体１２の第２電波１４を受信するように第１補完アンテナ１７を回動して傾ける。そして、受信した第２電波１４と、第１マルチビームアンテナ１０の第２ホーン１６で受信した第２電波１４とを第１器差位相算出部２８に送り第４複素相互相関値を算出する。
【００３２】
いま、第１ホーン１５の機器的位相をΦ（Ａ）、第２ホーン１６の機器的位相をΦ（Ｂ）、第１補完アンテナ１７の機器位相をΦとし、時刻Ｘ0において第１補完アンテナ１７は天体１１を向いて第１電波１３を受信しているものとすると、第３複素相互相関値Φ0は次式で示される。
【００３３】
【数１】
2005351732.tif 000003
【００３４】
また、時刻Ｘ0に近い時刻Ｘ1において、第１補完アンテナ１７は天体１２を向いて第２電波１４を受信しているものとすると、第４複素相互相関値Φ1は次式で示される。
【００３５】
【数２】
2005351732.tif 000004
【００３６】
第１ホーン１５と第２ホーン１６との器差位相は、上式（２）−上式（１）であり、次式で示される。
【００３７】
【数３】
2005351732.tif 000005
【００３８】
したがって、第３複素相互相関値Φ0と第４複素相互相関値Φ1から第１ホーン１５と第２ホーン１６との器差位相値を算出することができる。
【００３９】
そして、第１器差位相算出ステップＳ３１にて、第３複素相互相関値および第４複素相互相関値から第１器差位相値を算出し、その第１器差位相値を第３記録手段を介して記録テープ（記録媒体）Ｔ３に格納する。
【００４０】
同様に、第２補完処理準備ステップＳ２２において、第１電波１３を、補完アンテナ受信部２７ａと第２マルチビームアンテナ２０に備える第１ホーン２５とでそれぞれ受信して第５複素相互相関値を算出するとともに、第２電波１４を、補完アンテナ受信部２７ａと第２マルチビームアンテナ２０に備える第２ホーン２６とでそれぞれ受信して第６複素相互相関値を算出する。
詳しくは、図４にて説明したように、まず、天体１１の第１電波１３を受信するように第２補完アンテナ２７を回動して傾ける。そして、受信した第１電波１３と、第２マルチビームアンテナ２０の第１ホーン２５で受信した第１電波１３とを第２器差位相算出部２９に送り第５複素相互相関値を算出する。次に、天体１２の第２電波１４を受信するように第２補完アンテナ２７を回動して傾ける。そして、受信した第２電波１４と、第２マルチビームアンテナ２０の第２ホーン２６で受信した第２電波１４とを第２器差位相算出部２９に送り第６複素相互相関値を算出する。
【００４１】
そして、第２器差位相算出ステップＳ３２にて、第５複素相互相関値および第６複素相互相関値から第２器差位相値を算出し、その第２器差位相値を第４記録手段を介して記録テープ（記録媒体）Ｔ４に格納する。
【００４２】
さらに、器差位相較正ステップＳ４では、第１器差位相値および第２器差位相値を用いて、Ｓ１にて算出した第１複素相互相関値と第２複素相互相関値に潜在する器差位相を較正する。詳しくは、第１複素相互相関値および第２複素相互相関値をそれぞれ第１器差位相値および第２器差位相値を用いて較正する。
そして、相対位置決定ステップＳ５にて、天体１１と天体１２との見かけの離角を決定する。
【００４３】
ところで、この天体観測システムでは、図５に示すように、第１マルチビームアンテナ１０に隣接して、補完アンテナホーン１７ａを取り付けた第１補完アンテナ１７を設けるとともに、補完アンテナホーン１８ａを取り付けた第１補完アンテナ１８を隣接して備え、第１マルチビームアンテナ１０の影になり第１補完アンテナ１７では受信できない位置にある天体の電波を第１補完アンテナ１８にて受信するようにしてもよい。この場合、第１マルチビームアンテナ１０に隣接して設ける第１補完アンテナは２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。なお、第１補完アンテナ１８の構成、作用は第１補完アンテナ１７と同様であるので説明を省略する。
同様に、第２マルチビームアンテナ２０に、補完アンテナホーン２７ａを取り付けた第２補完アンテナ２７に加えて別の第２補完アンテナを隣接して備えるようにしてもよい。この場合、第２マルチビームアンテナ２０に隣接して設ける第２補完アンテナは２つに限定されるものではなく、３つ以上であってもよい。
【００４４】
なお、上述の例では天体を２つとして説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の天体を対象としてもよい。また、電波発信源は天体に限定されるものではなく、人工飛翔体（衛星、ロケット、飛行船、気球など）などであってもよい。
さらに、上述の補完アンテナを用いた電波観測システムでは、２つのマルチビームアンテナ、すなわち第１マルチビームアンテナおよび第２マルチビームアンテナを備えて構成されたが、この発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上のマルチビームアンテナを用いて構成してもよい。
また、記録テープＴ１〜Ｔ４に変えて書き換え可能なＣＤ，ＤＶＤ，ハードディスクなど記録媒体を用いてもよい。
【００４５】
加えて、上述の補完アンテナを用いた電波観測システムでは、距離Ｐ＝３０００ｋｍ離れた第１マルチビームアンテナ１０と第２マルチビームアンテナ２０において、第１マルチビームアンテナに備える第１ホーン１５、第２ホーン１６で受信した電波から第１複素相互相関値を算出して記録テープＴ１に格納するとともに、第２マルチビームアンテナに備える第１ホーン２５、第２ホーン２６で受信した電波から第２複素相互相関値を算出して記録テープＴ２に格納して、記録テープＴ１と記録テープＴ２とを相互相関処理部３０に持ち寄って再生したが、この発明はこれに限定されるものではなく、第１マルチビームアンテナ１０と第２マルチビームアンテナ２０とをケーブル線によって接続（電波干渉計における当該発明の利用）してもよい。この場合、第１マルチビームアンテナ１０と第２マルチビームアンテナ２０と距離Ｐは特に限定されるものではない。
この場合、第１ホーン１５および第２ホーン１６と相互相関処理部３０をケーブル線などで接続するとともに、第１ホーン２５および第２ホーン２６と相互相関処理部３０もケーブル線で接続し、第１器差位相算出部２８と相関値較正部３１をケーブル線などで接続するとともに、第２器差位相算出部２９と相関値較正部３１もケーブル線などで接続するようにしてもよい。このようにすると、記録媒体を搬送する手間や時間を省くことができ、効率よく器差位相の較正をすることができる。
【００４６】
また、上述の第１〜第６複素相互相関値の算定方法は、従来から一般的に用いられている方法を用いるものとする。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図６はこの発明の補完アンテナを用いた電波観測システムとしての天体観測システムの別の例を示す概略構成図である。なお、この実施の形態における天体観測システムは、第１の実施の形態と同様に超長基線電波干渉法：ＶＬＢＩ（Ｖｅｒｙ  Ｌｏｎｇ  Ｂａｓｅｌｉｎｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ）を用いた電波観測方法（以下、「ＶＬＢＩ観測方法」という。）による天体観測システムであり、第２マルチビームアンテナ２０に隣接して第２補完アンテナ２７を備えていない点以外は第１の実施の形態における天体観測システムと同一であるので説明を簡略化する。
【００４８】
この天体観測システムは、第１ホーン（第１主アンテナ受信部）１５と第２ホーン（第２主アンテナ受信部）１６とをパラボラに備える第１マルチビームアンテナ１０、その第１マルチビームアンテナ１０に距離Ｑ＝５０ｍで隣接して備える第１補完アンテナ１７、第１器差位相算出部２８、第１ホーン（第１主アンテナ受信部）２５と第２ホーン（第２主アンテナ受信部）２６とをパラボラに備える第２マルチビームアンテナ２０、相互相関処理部３０、相関値較正部３１などを備えてなる。なお、第１マルチビームアンテナ１０と第２マルチビームアンテナ２０とは距離（基線長）Ｐ＝３０００ｋｍを隔てて設けられている。
ここで、第１の実施の形態に記載したのと同様に、フェーズ・スクリーンモデルにより、第１マルチビームアンテナ１０と第１補完アンテナ１７との距離Ｑを５０ｍ以内とすれば、第１マルチビームアンテナ１０と第１補完アンテナ１７とが同一電波発信源から受信する電波の大気の乱れに起因する電波波面の擾乱は無視してもよい。
【００４９】
また、第１補完アンテナ１７のパラボラには補完アンテナホーン（補完アンテナ受信部）１７ａを備える。
そして、第１ホーン１５、第２ホーン１６、補完アンテナホーン１７ａはそれぞれ第１器差位相算出部２８にケーブル線などで接続される一方、第１器差位相算出部２８は、第３記録手段に接続されている。
第１ホーン１５と第２ホーン１６とは別のケーブル線などによってそれぞれ第１記録手段に接続されている。同様に、第１ホーン２５と第２ホーン２６とは別のケーブル線などによってそれぞれ第２記録手段に接続されている。
また、相互相関処理部３０は不図示の再生手段に接続される。そして、相関値較正部３１を独立に設ける。なお、相関値較正部３１は、相互相関処理部３０とケーブルなどで接続されていてもよい。
【００５０】
第１マルチビームアンテナ１０は、天体（第１電波発信源）１１から発信される第１電波１３および天体（第２電波発信源）１２から発信される第２電波１４を受信する。このとき、第１ホーン１５は第１電波１３を、第２ホーン１６は第２電波１４をそれぞれ受信
するようになっている。したがって、第１マルチビームアンテナ１０では、同時に第１電波１３と第２電波１４とを受信することができるようになっている。
また、第１補完アンテナ１７は、天体１１から発信される第１電波１３および天体１２から発信される第２電波１４を補完アンテナホーン１７ａにて受信する。なお、通常、天体１１と天体１２との方位は異なるが、第１補完アンテナ１７に備えるパラボラが受信する電波に向かって回動するので、１つの補完アンテナホーン１７ａにて複数の天体からの電波を受信することができる。しかし、第１マルチビームアンテナ１０とは異なり、同時に第１電波１３と第２電波１４とを受信することはできない。
【００５１】
同様に、第２マルチビームアンテナ２０は、天体１１から発信される第１電波１３および天体１２から発信される第２電波１４を受信する。このとき、第１ホーン２５は第１電波１３を、第２ホーン２６は第２電波１４をそれぞれ受信するようになっている。したがって、第２マルチビームアンテナ２０も、同時に第１電波１３と第２電波１４とを受信することができるようになっている。
【００５２】
このように構成された補完アンテナを用いた電波観測システムで２つの天体１１，１２の見かけの離角を決定する方法について、図６，７を用いて説明する。
まず、相互相関処理ステップＳ１において、第１マルチビームアンテナ１０に備える第１ホーン１５と、第２マルチビームアンテナ２０に備える第１ホーン２５とで、天体１１から発信される第１電波１３を同時に一定時間だけ受信する。これと同時に、第１マルチビームアンテナ１０に備える第２ホーン１６と、第２マルチビームアンテナ２０に備える第２ホーン２６とで、天体１２から発信される第２電波１４を同時に一定時間だけ受信する。
そして、第１ホーン１５で受信した第１電波１３は第１の実施の形態と同様にして、アンプ４１ａ、第１ミキサ４２ａ、第２ミキサ４３ａ、Ａ／Ｄコンバータ４４ａを経て第１記録手段４５において記録テープ（記録媒体）Ｔ１に格納され、第２ホーン１６で受信した第２電波１４はアンプ４１ｂ、第１ミキサ４２ｂ、第２ミキサ４３ｂ、Ａ／Ｄコンバータ４４ｂを経て第１記録手段４５において記録テープＴ１に格納される（図２）。一方、第１ホーン２５で受信した第１電波１３および、第２ホーン２６で受信した第２電波１４はそれぞれ別に備えるアンプ、第１ミキサ、第２ミキサ、Ａ／Ｄコンバータを経て第２記録手段において記録テープ（記録媒体）Ｔ２に格納される。
さらに、記録テープＴ１，Ｔ２を相互相関処理部３０に持ち込んで、相互相関処理を行うことにより第１複素相互相関値および第２複素相互相関値を算出する。
【００５３】
次に、第１補完処理準備ステップＳ２において、第１電波１３を、補完アンテナ受信部１７ａと第１マルチビームアンテナ１０に備える第１ホーン１５とでそれぞれ受信して第３複素相互相関値を算出するとともに、第２電波１４を、補完アンテナ受信部１７ａと第１マルチビームアンテナ１０に備える第２ホーン１６とでそれぞれ受信して第４複素相互相関値を算出する。
【００５４】
そして、第１器差位相算出ステップＳ３にて、第３複素相互相関値および第４複素相互相関値から第１器差位相値を算出し、その第１器差位相値を第３記録手段を介して記録テープ（記録媒体）Ｔ３に格納する。
【００５５】
さらに、器差位相較正ステップＳ４では、第１器差位相値を用いて、Ｓ１にて算出した第１複素相互相関値と第２複素相互相関値に潜在する器差位相を較正する。詳しくは、第１複素相互相関値および第２複素相互相関値を第１器差位相値を用いて較正する。
そして、相対位置決定ステップＳ５にて、第１電波発信源と第２電波発信源との見かけの離角を決定する。
【００５６】
なお、上述の例では天体を２つとして説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の天体を対象としてもよい。また、電波発信源は天体に限定されるものではなく、人工飛翔体（衛星、ロケット、飛行船、気球など）などであってもよい。
さらに、上述の補完アンテナを用いた電波観測システムでは、２つのマルチビームアンテナ、すなわち第１マルチビームアンテナおよび第２マルチビームアンテナを備えて構成されたが、この発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上のマルチビームアンテナを用いて構成してもよい。
また、記録テープＴ１〜Ｔ３に変えて書き換え可能なＣＤ，ＤＶＤ，ハードディスクなど記録媒体を用いてもよい。
【００５７】
加えて、上述の補完アンテナを用いた電波観測システムでは、距離Ｐ＝３０００ｋｍ離れた第１マルチビームアンテナ１０と第２マルチビームアンテナ２０において、第１マルチビームアンテナに備える第１ホーン１５、第２ホーン１６で受信した電波から第１複素相互相関値を算出して記録テープＴ１に格納するとともに、第２マルチビームアンテナに備える第１ホーン２５、第２ホーン２６で受信した電波から第２複素相互相関値を算出して記録テープＴ２に格納して、記録テープＴ１と記録テープＴ２とを相互相関処理部３０に持ち寄って再生したが、この発明はこれに限定されるものではなく、第１マルチビームアンテナ１０と第２マルチビームアンテナ２０とをケーブル線によって接続（電波干渉計における当該発明の利用）してもよい。この場合、第１マルチビームアンテナ１０と第２マルチビームアンテナ２０と距離Ｐは特に限定されるものではない。
この場合、第１ホーン１５および第２ホーン１６と相互相関処理部３０をケーブル線などで接続するとともに、第１ホーン２５および第２ホーン２６と相互相関処理部３０もケーブル線で接続し、第１器差位相算出部２８と相関値較正部３１をケーブル線などで接続するようにしてもよい。このようにすると、記録媒体を搬送する手間や時間を省くことができ、効率よく器差位相の較正をすることができる。
【００５８】
また、上述の第１〜第４複素相互相関値の算定方法は、従来から一般的に用いられている方法を用いるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の補完アンテナを用いた電波観測システムとしての天体観測システムの一例を示す概略説明図である。
【図２】図１の部分説明図である。
【図３】図１の補完アンテナを用いた電波観測システムにおける電波観測方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】（ａ），（ｂ）は、図１の天体観測システムにおける第１補完アンテナを用いて第１マルチビームアンテナの器差位相値を算出する方法を示す図である。
【図５】マルチビームアンテナに補完アンテナを２つ備えた図である。
【図６】この発明の補完アンテナを用いた電波観測システムとしての天体観測システムの別の例を示す概略構成図である。
【図７】図６の補完アンテナを用いた電波観測システムにおける電波観測方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】従来のＶＬＢＩ観測システムを示した図である。
【図９】従来のマルチビームアンテナを用いたＶＬＢＩ観測システムを示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    第１マルチビームアンテナ
１０ａ    パラボラ
１０ｂ    支持台
１１    天体（第１電波発信源）
１２    天体（第２電波発信源）
１３    第１電波
１４    第２電波
１５，２５    第１ホーン（第１主アンテナ受信部）
１６，２６    第２ホーン（第２主アンテナ受信部）
１７    第１補完アンテナ
１７ａ，２７ａ    補完アンテナホーン（補完アンテナ受信部）
２０    第２マルチビームアンテナ
２７    第２補完アンテナ
２８    第１器差位相算出部
２９    第２器差位相算出部
３０    相互相関処理部
３１    相関値較正部
４０    ケーブル線
４１ａ，４１ｂ    アンプ
４２ａ，４２ｂ    第１ミキサ
４３ａ，４３ｂ    第２ミキサ
４４ａ，４４ｂ    Ａ／Ｄコンバータ
４５    第１記録手段
４６ａ，４６ｂ    第１局部発振器
４７ａ，４７ｂ    第２局部発振器
Ｑ，Ｒ    距離
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４    記録テープ（記録媒体）
【図１】
2005351732.tif 000006
【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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【図９】
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