(57)【要約】【課題】状況に応じて、誤差信号のダイナミックレンジを大きく確保したり、誤差信号のレベル検出精度を高くしたりすることを可能とするモノパルス追尾復調受信装置を提供する。【解決手段】方位成分信号と、俯仰成分信号とをベクトル合成し、それにより得られるベクトル信号の振幅をスカラ信号として出力する合成器と、スカラ信号の振幅と比較信号の振幅とを比較し、比較結果に応じた第１の利得制御信号を出力するレベル比較器と、上位装置から入力した和信号を基に生成された第２の利得制御信号のレベルを第１の利得制御信号により変換するレベル変換器と、を備え、レベル変換器によりレベルが変換された第２の利得制御信号により、方位成分信号と、俯仰成分信号とを得るための第１の利得可変増幅器の増幅率を制御することを特徴とする。【選択図】図１
2009287954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方位成分信号と、俯仰成分信号とをベクトル合成し、それにより得られるベクトル信号の振幅をスカラ信号として出力する合成器と、
前記スカラ信号の振幅と比較信号の振幅とを比較し、比較結果に応じた第１の利得制御信号を出力するレベル比較器と、
上位装置から入力した和信号を基に生成された第２の利得制御信号のレベルを前記第１の利得制御信号により変換するレベル変換器と、
を備え、
前記レベル変換器によりレベルが変換された第２の利得制御信号により、前記方位成分信号と前記俯仰成分信号を得るための前記第１の利得可変増幅器の増幅率を制御することを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモノパルス追尾復調受信装置において、
前記スカラ信号の振幅と前記比較信号の振幅との比率が同一となるように、前記レベル変換器は、前記第２の利得制御信号のレベルを変換することを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のモノパルス追尾復調受信装置において、
前記方位成分信号のレベルを、前記レベル変換器において前記第２の利得制御信号のレベルが前記第１の利得制御信号により変換されない場合のレベルまで逆変換する第２の利得可変増幅器を更に備えることを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信装置において、
前記俯仰成分信号のレベルを、前記レベル変換器において前記第２の利得制御信号のレベルが前記第１の利得制御信号により変換されない場合のレベルまで逆変換する第３の利得可変増幅器を更に備えることを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信装置において、
前記レベル変換器の代わりに第４の利得可変増幅器を備え、該第４の利得可変増幅器は、前記差信号のレベルを、前記スカラ信号の振幅と前記比較信号の振幅との比率が同一になるように、調整することを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信装置において、
前記第２の利得制御信号は、前記和信号を入力とする位相同期ループと、同期検波器により生成されることを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信装置において、
前記方位成分信号は、上位装置から入力した差信号をミキサにより周波数変換し、前記第１の利得可変増幅器により増幅し、第１の位相検波器により検波することにより得られることを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信装置において、
前記俯仰成分信号は、上位装置から入力した差信号をミキサにより周波数変換し、前記第１の利得可変増幅器により増幅し、第２の位相検波器により検波することにより得られることを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置。
【請求項９】
方位成分信号と、俯仰成分信号とをベクトル合成し、それにより得られるベクトル信号の振幅をスカラ信号として出力する合成ステップと、
前記スカラ信号の振幅と比較信号の振幅とを比較し、比較結果に応じた第１の利得制御信号を出力するレベル比較ステップと、
上位装置から入力した和信号を基に生成された第２の利得制御信号のレベルを前記第１の利得制御信号により変換するレベル変換ステップと、
を備え、
前記レベル変換器ステップによりレベルが変換された第２の利得制御信号により、前記方位成分信号と前記俯仰成分信号を得るための前記第１の利得可変増幅器の増幅率を制御することを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のモノパルス追尾復調受信方法において、
前記スカラ信号の振幅と前記比較信号の振幅との比率が同一となるように、前記レベル変換器は、前記第２の利得制御信号のレベルを変換することを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載のモノパルス追尾復調受信方法において、
前記方位成分信号のレベルを、前記レベル変換器において前記第２の利得制御信号のレベルが前記第１の利得制御信号により変換されない場合のレベルまで逆変換する第２の利得可変増幅器を更に備えることを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信方法において、
前記俯仰成分信号のレベルを、前記レベル変換器において前記第２の利得制御信号のレベルが前記第１の利得制御信号により変換されない場合のレベルまで逆変換する第３の利得可変増幅器を更に備えることを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１２の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信方法において、
前記レベル変換器の代わりに第４の利得可変増幅器を用い、該第４の利得可変増幅器は、前記差信号のレベルを、前記スカラ信号の振幅と前記比較信号の振幅との比率が同一になるように、調整することを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法。
【請求項１４】
請求項９乃至１３の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信方法において、
前記第２の利得制御信号は、前記和信号を入力とする位相同期ループと、同期検波器により生成されることを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法。
【請求項１５】
請求項９乃至１４の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信方法において、
前記方位成分信号は、上位装置から入力した差信号をミキサにより周波数変換し、前記第１の利得可変増幅器により増幅し、第１の位相検波器により検波することにより得られることを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法。
【請求項１６】
請求項９乃至１５の何れか１項に記載のモノパルス追尾復調受信方法において、
前記俯仰成分信号は、上位装置から入力した差信号をミキサにより周波数変換し、前記第１の利得可変増幅器により増幅し、第２の位相検波器により検波することにより得られることを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノパルス追尾復調受信装置及びモノパルス追尾復調受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
静止衛星追尾用アンテナは、常に衛星を指向しているので、通常運用時の誤差信号は小さい。その検出精度を上げるため、誤差感度を常に大きくすると、誤差信号の入力レンジが狭くなるため、衛星切替時など離れた位置から衛星を引き込みたい場合でも、その狭い入力レンジまで手動にてアンテナを動かさなくては自動追尾できない。引き込み範囲を広くするため、誤差感度を小さくして入力レンジを広くすると、指向位置近傍の検出精度を犠牲にするしかなかった。
【０００３】
本発明に関連する装置は、図４に示すように、誤差感度が固定であるため（すなわち、利得制御信号１０９により利得が制御される利得可変増幅器４のみにより利得が調整されるため）、衛星指向位置近傍における検出精度と、引き込み範囲との間でトレードオフが必要であった。
【０００４】
特許文献１には、設置条件に制約の多い外部にコリメーション設備を設けることなく、容易にしかも迅速にアンテナ座標軸の構成ができるモノパルストラッキングアンテナを提供することと、精度よく校正ができるモノパルストラッキングアンテナを提供することと、単反射鏡アンテナにおいても運用に困難を来す恐れなく校正ができるモノパルスアンテナを提供することとを目的とし、追尾信号を受ける反射鏡と反射鏡から追尾信号を受ける放射器とを含む反射鏡アンテナと、放射器から追尾信号を受けて追尾信号の基本モード成分を和信号として生じると共に追尾信号の高次モード成分を差信号として生じる追尾信号検出手段と、追尾信号検出手段からの和信号および差信号に応答して反射鏡アンテナのアンテナ軸に対する追尾信号の方位角度誤差および仰角誤差を検出する追尾信号処理手段とを備えるモノパルストラッキングアンテナにおいて、反射鏡の反射面上に設けられ追尾信号との比率が同一周波数のビーコン波を放射器に放射するプローブアンテナを更に備えるモノパルストラッキングアンテナが開示されている。
【特許文献１】特開平０６−２１６６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に関連するモノパルス方式のアンテナ追尾装置では、誤差信号は、目標位置と現在位置の距離に比例し、距離が遠ければ大きな値に、距離が近ければ小さな値になるので、誤差信号のダイナミックレンジを大きく確保すると、目標位置近傍での誤差信号のレベル検出精度が荒くなるという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、状況に応じて、誤差信号のダイナミックレンジを大きく確保したり、誤差信号のレベル検出精度を高くしたりすることを可能とするモノパルス追尾復調受信装置及びモノパルス追尾復調受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、方位成分信号と、俯仰成分信号とをベクトル合成し、それにより得られるベクトル信号の振幅をスカラ信号として出力する合成器と、前記スカラ信号の振幅と比較信号の振幅とを比較し、比較結果に応じた第１の利得制御信号を出力するレベル比較器と、上位装置から入力した和信号を基に生成された第２の利得制御信号のレベルを前記第１の利得制御信号により変換するレベル変換器と、を備え、前記レベル変換器によりレベルが変換された第２の利得制御信号により、前記方位成分信号と前記俯仰成分信号を得るための前記第１の利得可変増幅器の増幅率を制御することを特徴とするモノパルス追尾復調受信装置が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、方位成分信号と、俯仰成分信号とをベクトル合成し、それにより得られるベクトル信号の振幅をスカラ信号として出力する合成ステップと、前記スカラ信号の振幅と比較信号の振幅とを比較し、比較結果に応じた第１の利得制御信号を出力するレベル比較ステップと、上位装置から入力した和信号を基に生成された第２の利得制御信号のレベルを前記第１の利得制御信号により変換するレベル変換ステップと、を備え、前記レベル変換器ステップによりレベルが変換された第２の利得制御信号により、前記方位成分信号と前記俯仰成分信号を得るための前記第１の利得可変増幅器の増幅率を制御することを特徴とするモノパルス追尾復調受信方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
アンテナの現指向位置と目標指向位置との距離の差、すなわち誤差信号の大きさに応じて誤差感度を変えることにより、目標位置と現在位置の距離が近いときの小さな誤差信号を増幅して検出精度を高めることができ、他方、衛星切替時に誤差信号のダイナミックレンジを高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１１】
モノパルス方式によるアンテナ制御装置において用いられる追尾復調受信機で、誤差感度を変えることにより指向位置近傍における誤差信号の検出精度を改善することを本発明の実施形態は特徴とする。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態のブロック図である。
【００１３】
上位装置から送られてくる和信号１０１はミキサ１に入力され、ＶＣＯ（電圧制御発信器）９が出力した局発信号１０７と混合される。ここで、上位装置とは、アンテナ及びそれに付随した回路（周波数変換器など）である。ミキサ１はかけ算器であり、和信号１０１の周波数を変換する。それから和信号１０１は、利得可変増幅器３で増幅された後、位相検波器５と同期検波器６に送られる。位相検波器５に入力された信号は基準信号発信器１０から出力される基準信号１０８によって位相検波され、それにより得られる位相差信号がループフィルタ８を経てＶＣＯ９の制御信号となり、ＰＬＬ（位相同期ループ）を構成する。一方、同期検波器６に入力された信号は同じ基準信号１０８によって同期検波され、そのレベル信号がＬＰＦ（低域通過フィルタ）７を経て利得可変増幅器３の制御信号となり、ＡＧＣループ（自動利得制御ループ）を構成する。
【００１４】
一方、上位装置から送られてくる差信号１０２はミキサ２に入力され、ＶＣＯ９からの局発信号１０７と混合される。それから利得可変増幅器４で増幅された後、位相検波器１３と位相検波器１４に送られる。ここで、ミキサ２はかけ算器であり、差信号１０２の周波数を変換する。差信号１０２は、和信号を基準として同期検波して直流信号を得るが、和信号のＳ／Ｎが低いと同期検波器の検出誤差が増大するので、本例では和信号が位相同期している基準信号発信器１０の出力信号である基準信号１０８を、差信号の移相検波の基準信号に用いている。こうして、和信号に位相同期した基準信号１０８から、移相器１１およびπ／２移相器１２を介して、互いに９０度位相の異なる二つの基準信号波を作って移相検波器１３と１４にそれぞれ与えることにより、ＡＺ（方位）成分信号１０３と、ＥＬ（俯仰）成分信号１０４を取り出す。それぞれの直流信号は、利得可変増幅器１５と１６により利得を調整した後、ＡＺ誤差信号１０５とＥＬ誤差信号１０６となって、下位装置に対して出力される。ここで下位装置とは、方位角度駆動装置や俯仰角度駆動装置などである。
【００１５】
ＡＺ成分信号１０３とＥＬ成分信号１０４は、合成器１８内部でベクトル合成され、それにより得られるベクトルの振幅であるスカラ信号１１４がレベル比較器１９において、比較信号出力回路２０から出力される比較信号１１３と比較される。
【００１６】
スカラ信号１１４が比較信号１１３より小さければ、利得制御信号１１１により、レベル変換器１７を制御して、利得可変増幅器４の利得を大きくして誤差感度を大きくする。同時に、利得制御信号１１２により、利得可変増幅器１５および１６を制御して、ＡＺ誤差信号１０５およびＥＬ誤差信号１０６の出力レベルを正規の値に調整する。すなわち、レベル変換器１７により利得制御信号１０９のレベルが調整されない場合の値に調整する。
【００１７】
逆に、スカラ信号１１４が比較信号１１３より大きければ、利得制御信号１１１により、レベル変換器１７を制御して、利得可変増幅器４の利得を小さくして誤差感度を小さくする。同時に、利得制御信号１１２により、利得可変増幅器１５および１６を制御して、ＡＺ誤差信号１０５およびＥＬ誤差信号１０６の出力レベルを正規の値に調整する。すなわち、レベル変換器１７により利得制御信号１０９のレベルが調整されない場合の値に調整する。
【００１８】
このように、ＡＺ誤差信号１０３およびＥＬ誤差信号１０４のレベルに応じて誤差感度を調整することにより、目標位置と現在位置との距離の差が小さい場合でも、レベル検出精度を細かく採ることができる。
【００１９】
次に、本発明の実施の形態の動作について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態を示し、差信号の入力から誤差信号の出力までのフローチャートである。
【００２１】
差信号１０２が得られたならば（ステップＳ２０１）、局発信号１０７とミキサ２で混合された後（ステップＳ２０３）、利得可変増幅器４により増幅されて（ステップＳ２０５）、位相検波器１３および１４に送られる（ステップＳ２０７）。位相検波器１３および１４で位相検波されて取り出されたＡＺ成分信号１０３およびＥＬ成分信号１０４は、利得可変増幅器１５および１６にて利得調整され（ステップＳ２１９）、ある誤差感度を持ったＡＺ誤差信号１０５およびＥＬ誤差信号１０６になる（ステップＳ２２１）。同時に、ＡＺ成分信号１０３およびＥＬ成分信号１０４の合成信号がレベル比較器１９へ送られ、比較信号１１３との大小比較が行われる（ステップＳ２１１）。合成信号のレベルと比較信号との比率が所定値より大きい場合（ステップＳ２１３でＹＥＳ）、すなわち目標位置と現在位置の距離が遠い場合は、誤差感度を下げるように制御する（ステップＳ２１５）。すなわち、利得可変増幅器４の利得を下げ、利得可変増幅器１５、１６の利得を上げる。一方、合成信号のレベルと比較信号との比率が所定値より小さい場合（ステップＳ２１３でＮＯ）、すなわち目標位置と現在位置の距離が近い場合は、誤差感度を上げるように制御する（ステップＳ２１７）。すなわち、利得可変増幅器４の利得を上げ、利得可変増幅器１５、１６の利得を下げる。
【００２２】
図１に示すようにレベル変換器１７と利得可変増幅器４により利得を可変する代わりに、図３に示すように、利得制御信号１３１により利得が制御される利得可変増幅器３２により差信号１０２の利得を可変することによっても同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態によるモノパルス追尾復調受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態によるモノパルス追尾復調受信装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施形態によるモノパルス追尾復調受信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の関連した発明によるモノパルス追尾復調受信装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  ミキサ
２  ミキサ
３  利得可変増幅器
４  利得可変増幅器
５  位相検波器
６  同期検波器
７  ＬＰＦ（ローパス・フィルタ；低域通過フィルタ）
８  ループフィルタ
９  ＶＣＯ（ボルテージ・コントロールド・オシレータ；電圧制御発振器)
１０  基準信号発振器
１１  移相器
１２  π／２移相器
１３  位相検波器
１４  位相検波器
１５  利得可変増幅器
１６  利得可変増幅器
１７  レベル変換器
１８  合成器
１９  レベル比較器
２０  比較信号出力回路
３２  利得可変増幅器
【図１】
2009287954.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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