JP3530497B2 - 指向性パターン計測システム及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、指向性パターン計
測システム及び方法に係り、特に、低高度軌道（高度数
１００ｋｍ〜数１０００ｋｍ）又は中高度軌道（高度１
万ｋｍ程度）の地球周回軌道を回る衛星から放射される
電波を用いて、アンテナの指向性パターン及び鏡面形状
の計測を、簡便、かつ短時間で行う指向性パターン測定
示システム及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、大口径（大型）のパラボラアン
テナ（特に、電波天文学で用いられる大口径電波望遠
鏡）では、鏡面およびその支持機構に対して自重による
構造変形を許容した柔構造が採用されている。このよう
な柔構造を採るアンテナは、アンテナの仰角により鏡面
が重力変形することになるが、変形後も焦点距離が変化
するのみで、鏡面の形状自体は双曲線形状を保持するよ
うな、いわゆるホモロガス変形法による設計に基づいて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
製作される望遠鏡では、焦点位置の決定精度や鏡面、支
持構造の経年変化などさまざまな要因により、必ずしも
指向性パターンおよび主鏡面形状が理想的な形状を維持
しているとは言い難い。このため、アンテナの仰角ごと
の指向性パターンおよび鏡面形状の計測が重要となる。

【０００４】アンテナの指向性パターンの計測では、通
常、計測の対象となるアンテナから十分遠方と考えられ
る地点に作られた計測用タワーや遠くの高い山の上など
に設置された参照電波源に対して、アンテナの方向を変
化させ、受信信号の強度（電波強度）を記録する。但
し、参照電波源を計測用タワーや山の上に設置した場
合、アンテナからみた参照電波源に対する仰角はあまり
大きく設定できない。このため、高い仰角に対する計測
を行う場合、例えば、静止衛星のビーコン電波（ビーコ
ン信号）を用いることもある。

【０００５】しかしながら、上述の方法では、電波源の
位置が固定されているため、測定できる仰角を任意の値
に設定することができない。一方、仰角を任意の値に設
定可能な方法としては、例えば、電波強度の非常に強い
天体を利用した計測などが試みられている。ただし、こ
の方法では、電波源である天体に対してアンテナを走査
中にも天体の高度が時々刻々変化してしまうために、指
向性パターンの計測を正確に行うことが困難であること
が想定される。そこで、任意の仰角で指向性パターンを
計測するために、非静止型の衛星を利用した方法が試み
られている。しかしながら、この方法は、１機の衛星の
みを利用した計測であるためビーム形状を精密に計測す
るには長い時間を要すると共に、アンテナ周囲の環境変
化（例えば、大気中にムラを作って分布している水蒸
気、水滴等）などにより厳密な計測は困難であった。

【０００６】ここで、本発明に関連する技術について説
明する。本発明者らは、アンテナの指向性パターンを計
測する場合に必要となる参照電波源としては、さまざま
な仰角の位置に設定できることが理想であるという前提
のもとに、近年普及してきた移動体通信およびグローバ
ルネットワークにおける、低高度軌道（高度数１００ｋ
ｍ〜数１０００ｋｍ）又は中高度軌道（高度１万ｋｍ程
度）の地球周回軌道を回る複数の小型衛星（例えば、非
静止型通信衛星）を配置した通信システムに着目した。
さらに、本発明者らは、このような複数の非静止型通信
衛星が放射する複数のビーコン電波を用いることによ
り、天球上に参照電源を常時確保できることに着目し
た。

【０００７】本発明は、以上の点に鑑み、計測対象アン
テナの仰角を固定して、複数の非静止型衛星からのビー
コン信号を利用することで、ある仰角に対する計測対象
アンテナの正確な二次元指向性パターン（例えば、仰角
ごとの電波強度、感度パターン）を計測することを目的
とする。また、本発明は、大型アンテナの性能評価を短
時間で正確かつ安価に行うことを目的とする。

【０００８】また、本発明は、アンテナの鏡面の重力変
形に影響する、仰角方向の動きを原理的に伴わない厳密
な指向性パターンの計測を行うことを目的とする。ま
た、本発明は、計測対象アンテナ（大型アンテナ）にお
いて、仰角が変わったことによる鏡面形状の変形に伴っ
た、二次元指向性パターンの変形を計測することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の解決手段
によると、仰角が所定角度に設定され、複数の衛星から
放射される電波を受信するための第１アンテナと、前記
第１アンテナにより受信した電波強度を第１データに変
換し、時刻毎にその時刻を基準として複数サンプリング
した複数の該第１データを含む第１データ列を第１ファ
イルに記憶する第１受信機と、前記第１アンテナの近傍
に配置され、該電波を受信するための第２アンテナと、
前記第２アンテナにより受信した電波強度を第２データ
に変換し、時刻毎にその時刻を基準として複数サンプリ
ングした複数の該第２データを含む第２データ列を第２
ファイルに記憶する第２受信機と、前記衛星の各時刻ご
との位置を示す衛星の仰角及び方位角を記憶した衛星位
置データファイルと、前記第１及び２ファイルからある
時刻の該第１及び２データを読み出し、該第１データと
第２データとの強度比を求め、前記第１アンテナによる
校正電波強度を算出し、さらに、前記衛星位置データフ
ァイルから該衛星の仰角及び方位角を読み出して、前記
第１アンテナの仰角及び方位角に対応づけることによ
り、該校正電波強度、前記第１アンテナの仰角及び方位
角を含む複数の校正結果ファイルを作成する校正用計算
機と、前記複数の校正結果ファイルから前記第１アンテ
ナの仰角及び方位角、校正電波強度を読み出し、前記第
１アンテナの二次元指向性パターンを算出し、前記第１
アンテナの所定角度の仰角における二次元指向性パター
ンを含む指向性パターンファイルを作成するデータ処理
装置とを備えた指向性パターン計測システムを提供す
る。

【００１０】本発明の第２の解決手段によると、仰角が
所定角度に設定され、複数の衛星から放射される電波を
受信するための第１アンテナにより受信した電波強度を
第１データに変換し、時刻毎にその時刻を基準として複
数サンプリングした複数の該第１データを含む第１デー
タ列を第１ファイルに記憶するステップと、前記第１ア
ンテナの近傍に配置され、該電波を受信するための第２
アンテナにより受信した電波強度を第２データに変換
し、時刻毎にその時刻を基準として複数サンプリングし
た複数の該第２データを含む第２データ列を第２ファイ
ルに記憶するステップと、前記第１及び２ファイルから
ある時刻の該第１及び２データを読み出し、該第１デー
タと第２データとの強度比を求め、前記第１アンテナに
よる校正電波強度を算出し、さらに、前記衛星の各時刻
ごとの位置を示す衛星の仰角及び方位角を記憶した前記
衛星位置データファイルから該衛星の仰角及び方位角を
読み出して、前記第１アンテナの仰角及び方位角に対応
づけることにより、該校正電波強度、前記第１アンテナ
の仰角及び方位角を含む複数の校正結果ファイルを作成
するステップと、前記複数の校正結果ファイルから前記
第１アンテナの仰角及び方位角、校正電波強度を読み出
し、前記第１アンテナの二次元指向性パターンを算出
し、前記第１アンテナの所定角度の仰角における二次元
指向性パターンを含む指向性パターンファイルを作成す
るステップとを含む指向性パターン計測方法を提供す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を詳細に説明する。 Ａ．指向性パターン計測システムの構成 図１は、本発明に関する指向性パターン計測システム１
００の概略構成図である。指向性パターン計測システム
１００は、例えば、計測対象アンテナ１０と、第１受信
機１５と、参照用アンテナ２０と、第２受信機２５と、
軌道予測計算機３０と、校正用計算機４０と、データ処
理装置５０と、衛星６０と、記憶装置７０とを含む。ま
た、記憶装置７０は、例えば、計測アンテナファイル７
１、参照アンテナファイル７２、衛星位置データファイ
ル７３、校正結果ファイル７４及び指向性パターンファ
イル７５を含む。なお、衛星６０は、例えば、地球の周
回軌道を低高度（高度数１００ｋｍ〜数１０００ｋｍ）
又は中高度（高度１万ｋｍ程度）で回る非静止型衛星で
あって、ビーコン信号を放射している。

【００１２】ここで、本発明に関する指向性パターン計
測システム１００に関連する事項について概説する。指
向性パターン計測システム１００は、大口径アンテナで
ある計測対象アンテナ１０の仰角を固定した状態で、複
数の衛星６０からの電波（無変調電波、例えば、ビーコ
ン信号）を受信することで、ある仰角に対する計測対象
アンテナ１０の正確な二次元指向性パターン（「指向性
パターン」とは、ある仰角に対する、受信及び／又は送
信の電波強度を意味する。）を計測するためのシステム
である。

【００１３】一般に、大口径アンテナは、重力の方向と
平行な方向（鉛直方向）の駆動軸（ここでは、方位軸）
と、鉛直方向に垂直な方向の駆動軸（ここでは、仰角
軸）とを備える。ここで、大口径アンテナの重力変形
は、原理的には、主に、仰角軸まわりに回転させたとき
にのみ発生するので、アンテナの形状変形は、仰角軸方
向にアンテナを動かしたときのみ起こると仮定し、衛星
６０の捕捉のために方位軸方向にアンテナを動かして
も、アンテナの形状変形が発生しない（又は変形しても
影響が少ない）ものとする。

【００１４】計測対象アンテナ１０は、衛星６０の通過
軌道（図中、矢印）を予測して衛星６０を待ち受けてい
る大型（大口径）アンテナであって、衛星６０からのビ
ーコン信号を受信するための略双曲線形状等の鏡面を備
える。第１受信機１５は、例えば、衛星６０が放射する
ビーコン電波など無変調電波を、計測対象アンテナ１０
が受信することで得られる電圧値（受信電波強度に比例
した情報）を入力データとして増幅し、内部のＡ−Ｄ変
換器で取り込める周波数に変換した後、このＡ−Ｄ変換
器によりサンプリングし、時系列ディジタルデータとし
て、記憶装置７０内の計測アンテナファイル７１に記憶
する。また、サンプリング速度は、衛星６０の移動に伴
うドップラー効果による受信信号の周波数変動幅に依存
するが、例えば、１ＭＨｚ程度とすることができる。

【００１５】参照用アンテナ２０は、例えば、衛星６０
を常時追跡するための小型アンテナであって、計測対象
アンテナ１０の近傍に配置され、第１受信機１５で受け
たビーコン電波の大気吸収による変動や衛星６０ごとの
放射強度の違いを校正するためのものである。第２受信
機２５は、例えば、衛星６０が放射するビーコン電波な
ど無変調電波を、参照用アンテナ２０が受信することで
得られる電圧値（受信電波強度に比例した情報）を、入
力データとして増幅し、内部のＡ−Ｄ変換器で取り込め
る周波数に変換した後、このＡ−Ｄ変換器によりサンプ
リングし、時系列ディジタルデータとして、記憶装置７
０内の参照アンテナファイル７２に記憶する。なお、サ
ンプリング速度は、第１受信機１５と同様に、１ＭＨｚ
程度とすることができる。

【００１６】また、軌道予測計算機３０は、衛星６０の
軌道を予測し、計測対象アンテナ１０及び参照用アンテ
ナ２０をその方向に向ける制御を行わせるための処理を
行うものである。また、記憶装置７０内の衛星位置デー
タファイル７３は、例えば、衛星６０の各時刻ごとの位
置データ（ここで、衛星の位置データとしては、汎用性
のある「衛星の方位角」、「衛星の仰角」が記憶されて
いるが、この衛星の位置データと、計測対象アンテナ１
０及び参照用アンテナ２０の２つの駆動軸の「方位角」
「仰角」との相対関係についての情報も記憶されてもよ
い。）を記憶する。この軌道予測計算機３０は、衛星位
置データファイル７３内に記憶された所望の時刻の衛星
６０の位置データに基づき、計測対象アンテナ１０及び
参照用アンテナ２０の方向を制御する。これにより、計
測対象アンテナ１０は、衛星６０の通過点（図中、矢
印）を予測して衛星６０を待受けることができる。な
お、参照用アンテナ２０も、衛星６０の位置データに応
じて図示しない駆動軸を駆動させ、衛星６０を常時追跡
することができる。

【００１７】校正用計算機４０は、第１受信機１５によ
り作成された記憶装置７０内の計測アンテナファイル７
１と、第２受信機２５により作成された記憶装置７０内
の参照アンテナファイル７２と、これらのファイルが作
成された際の衛星６０の位置データ（衛星の方位角、仰
角）を記憶した記憶装置７０内の衛星位置データファイ
ル７３とから各データを読み出し、第１受信機１５で受
けたビーコン電波の大気吸収による変動や衛星６０ごと
の放射強度の違いを校正することにより、衛星の方位
角、仰角に対応した校正結果を含むデータを、記憶装置
記７０内の校正結果ファイル７４に記憶する。

【００１８】データ処理装置５０は、校正用計算機４０
により作成された軌道の異なる複数の衛星６０ごとの複
数のデータを記憶した校正結果ファイル７４に基づい
て、ある仰角の二次元指向性パターン（電波強度）を作
成し、さらに、仰角を変えて計算処理することで、仰角
ごとの電波強度を算出し、このデータを、記憶装置記７
０内の指向性パターンファイル７５に記憶する。

【００１９】Ｂ．指向性パターン計測の動作 Ｂ−１．動作概要 図２は、本発明に関する指向性パターン計測システム１
００のフローチャートである。なお、説明の便宜上、こ
こでのフローチャートの説明は、概略的なものとし、具
体的な説明は後述する。まず、ステップＳ１０１では、
軌道予測計算機３０は、予め軌道予測計算機３０が記憶
装置７０より読み出した衛星位置データファイル７３に
基づいて、計測対象アンテナ１０の上空を通過する衛星
６０の軌道を計算する。

【００２０】ここで、図３は、衛星位置データファイル
７３の説明図である。衛星位置データファイル７３は、
ある衛星６０の位置を示すための汎用性のある位置デー
タ「衛星の方位角」「衛星の仰角」を含む。計測対象ア
ンテナ１０は、軌道予測計算機３０による制御に従っ
て、仰角を一定としたまま、算出された衛星６０の軌道
に応じて、方位角軸方向に回転させて、衛星６０が計測
対象アンテナ１０のビーム内（電波を受信することが可
能な範囲）を通過するのを待ち受け、衛星６０からのビ
ーコン信号等の無変調電波を受信する（Ｓ１０１）。な
お、計測対象アンテナ１０の近傍に配置した参照用アン
テナ２０は、同じく、軌道予測計算機３０による制御に
従って、算出された衛星６０の軌道に応じて駆動軸を駆
動させ、衛星６０を追跡してビーコン信号の強度を常時
計測する。

【００２１】つぎに、ステップＳ１０３では、第１受信
機１５は、計測対象アンテナ１０により受信したビーコ
ン信号に基づいて、求められた電波強度を時刻に対応し
て記憶装置７０内の計測アンテナファイル７１に記憶す
る。また、第２受信機２５は、参照用アンテナ２０によ
り受信したビーコン信号に基づいて、求められた電波強
度を時刻に対応して記憶装置７０内の参照アンテナファ
イル７２に記憶する。

【００２２】ここで、図４に、記憶装置７０に記憶され
た各ファイルについての説明図を示す。図４は、計測ア
ンテナファイル７１及び参照アンテナファイル７２の説
明図を示している。第１受信機１５によるサンプリング
後のデータ形式は、例えば、ヘッダ無し、１データは２
Ｂｙｔｅ（１Ｗｏｒｄ）に相当しており、１ｐｐｓ同期
信号（１ビット：図中、「Ａ」）と、予備外部入力１
（１ビット：図中、「Ｂ」）と、予備外部入力２（１ビ
ット：図中、「Ｃ」）と、予備外部入力３（１ビット：
図中、「Ｄ」）と、Ａ−Ｄ変換された電波強度に関する
データ（１２ビット）とを含む。

【００２３】記録形式は、例えば、日を表すデータ（８
ビット：図中、「日」）と、時を表すデータ（８ビッ
ト：図中、「時」）と、分を表すデータ（８ビット：図
中、「分」）と、秒を表すデータ（８ビット：図中、
「秒」）と、この時刻を基準とする所定期間に複数のサ
ンプリングされたデータ列（１６ビット：図中、データ
１、２、３．．．）とを含む。

【００２４】つぎに、ステップＳ１０５では、校正用計
算機４０は、ステップＳ１０３でそれぞれ記憶された計
測アンテナファイル７１及び参照アンテナファイル７２
を参照し、そのデータに基づいて、計測対象アンテナ１
０で受信された電波の強度と、参照用アンテナ２０で受
信された電波の強度との強度比を求めることにより、ビ
ーコン電波の大気吸収による変動や衛星６０ごとの放射
強度の違いを校正した校正結果を求める。また、１つの
衛星６０における校正後の電波強度の時間変化は、１つ
の衛星６０の軌道（通過経路方向）に沿った計測対象ア
ンテナ１０の一次元指向性パターン（ここで、「一次
元」とは、１つの衛星６０からのビーコン信号だけに基
づいて算出されたデータであることを意味する）を示
す。

【００２５】また、校正用計算機４０は、上述の記憶装
置７０より衛星位置データファイル７１に含まれる衛星
６０の位置データ（「衛星の方位角」、「衛星の仰
角」）を、計測対象アンテナ１０の駆動軸における「方
位角」「仰角」として対応づけて、計測対象アンテナ１
０の方位角及び仰角に対する校正結果を校正結果ファイ
ル７４に記憶する。さらに、校正用計算機４０は、多数
の非静止衛星軌道に対して校正結果ファイル７４を求め
る処理を繰り返し、それぞれの軌道に対する複数の衛星
６０についての複数の校正結果ファイル７４−ｋ（ｋ＝
１〜ｎ）を作成する。

【００２６】ここで、図５に、校正結果ファイル７４−
ｋの説明図を示す。校正結果ファイル７４−ｋ（ｋ＝
１、２．．．ｎ）の各サンプリングにおけるデータのデ
ータ形式としては、例えば、浮動小数点データとして表
現された「計測対象アンテナ１０の方位角」と、「計測
対象アンテナ１０の仰角」と、「校正結果」とを含む。
また、校正結果ファイル７４の記録形式としては、例え
ば、日を表すデータ（８ビット：図中、「日」）と、時
を表すデータ（８ビット：図中、「時」）と、分を表す
データ（８ビット：図中、「分」）と、秒を表すデータ
（８ビット：図中、「秒」）と、この時刻を基準とする
所定期間内にサンプリングされたデータ列（１６ビッ
ト：図中、データ１、２、３．．．）とを含む。

【００２７】つぎに、ステップＳ１０７では、データ処
理装置５０は、通過する軌道の異なる複数の衛星６０に
よる複数のビーコン信号ごとに、上述のステップＳ１０
１〜Ｓ１０５を繰り返すことで求められた複数の校正結
果ファイル７４−ｋ（ｋ＝１、２．．．ｎ）を読み取
り、計測対象アンテナ１０の二次元指向性パターンを取
得する。さらに、データ処理装置５０は、得られた二次
元指向性パターンを、仰角に対応して指向性パターンフ
ァイル７５に記憶する。

【００２８】図６は、仰角ごとの二次元指向性パターン
ファイル７５の説明図である。指向性パターンファイル
７５は、例えば、計測対象アンテナ１０の仰角と、この
仰角に対応した受信又は送信電波強度（感度）について
の二次元指向性パターンを記憶したものである。ここで
の仰角ごとの指向性パターンファイル７５は、例えば、
仰角が３０°、４０°、５０°であれば、二次元指向性
パターンがそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとなる。なお、ステップ
Ｓ１０１及びＳ１０３は、衛星６０からのビーコン信号
を受信した時刻情報が必要であるため実時間処理とし、
一方、ステップＳ１０５及びＳ１０７は、オフライン処
理とすることもでき、また、全ステップを実時間処理す
ることもできる。 Ｂ−２．校正用計算機４０の詳細処理（Ｓ１０５につい
て）

【００２９】ここで、主に、校正用計算機４０での校正
処理について詳細に説明する。図７は、校正用計算機４
０の校正処理を示す説明図である。まず、校正用計算機
４０は、記憶装置７０内の計測アンテナファイル７１及
び参照アンテナファイル７２から所定時刻を基準とする
所定期間にサンプルされた電波強度に関するデータ列を
それぞれ読み込む（Ｓ２０１、Ｓ２０３）。ここで、ス
テップＳ２０１、Ｓ２０３により読み込まれ、第１受信
機１５及び第２受信機２５で作成された計測アンテナフ
ァイル７１及び参照アンテナファイル７２の記録形式
（図４参照）に従う時系列ディジタルデータは、横軸を
時間、縦軸を周波数の振幅とした場合、グラフ４２に示
すような状態を記憶したものである。

【００３０】つぎに、校正用計算機４０は、例えば、非
静止型通信衛星である衛星６０が放射する無変調電波
（ビーコン信号）は、非常に狭い周波数だけに電波が集
中しているので、グラフ４２で示される計測アンテナフ
ァイル７１及び参照アンテナファイル７２に記憶された
時系列ディジタルデータを、それぞれ例えば、高速フー
リエ変換により周波数スペクトルデータに変換する（Ｓ
２０５、Ｓ２０７）。ここで、ステップＳ２０５、Ｓ２
０７で算出される周波数スペクトルデータは、横軸を周
波数、縦軸を受信電波の強度、さらに、時間軸を用いた
場合、グラフ４４で示すような状態となる。

【００３１】また、校正用計算機４０は、グラフ４４上
に現れる鋭いピークの値を受信電波の強度として捉え、
この値を用いて校正を行う。具体的には、計測アンテナ
ファイル１０のデータから求めたスペクトルのピーク値
をＶｍ、そのベース（ビーコン以外の周波数のところの
電波強度）をＶｂｍとし、一方、参照アンテナファイル
２０のデータから求めたピーク値をＶｒ、そのベース
（ビーコン以外の周波数のところの電波強度）をＶｂｒ
として、これらの値（Ｖｍ、Ｖｂｍ、Ｖｒ、Ｖｂｒ）
を、グラフ４４から検出する（Ｓ２０９、Ｓ２１１）。

【００３２】つぎに、校正用計算機４０は、ステップＳ
２０９、Ｓ２１１から検出したこれらの値を用いて、数
式（１）により校正後のデータである校正結果Ｖｃを算
出する。 Ｖｃ＝（Ｖｍ−Ｖｂｍ）／（Ｖｒ−Ｖｂｒ） （１） また、校正用計算機４０は、衛星６０の各時刻ごとの位
置データ（「衛星の方位角」「衛星の仰角」）を記録し
た衛星位置データ７３ファイルを読み出すと共に、この
位置データを計測対象アンテナ１０の駆動軸における
「計測対象アンテナ１０の方位角」「計測対象アンテナ
１０の仰角」と対応づける。校正用計算機４０は、これ
らの算出された「計測対象アンテナ１０の方位角」「計
測対象アンテナ１０の仰角」に対応して「校正結果Ｖ
ｃ」を校正結果ファイル７４に記憶する（Ｓ２１３）。
なお、ステップＳ２０１〜２１１は、積分時間単位に相
当する回数だけ繰り返され、ステップＳ２０１〜２１３
は、計測時間中、繰り返される。

【００３３】ここで、校正用計算機４０のステップＳ１
０５での校正処理における時刻同期方法について説明す
る。計測アンテナファイル７１と参照アンテナファイル
７２の先頭に書き込まれた時刻情報（１ビットの１ｐｐ
ｓ同期信号ビット：図４における、「Ａ」）は、±０．
５秒程度の誤差を含む場合がある。本発明に関する指向
性パターン計測システム１００では、計測対象アンテナ
１０で収集したデータと参照用アンテナ２０で収集した
データの間で、時刻がミリ秒単位で一致していることが
必要である。このため、各データの最上位ビットに記録
された１ｐｐｓ同期信号を用いて時刻同期を行う。この
１ｐｐｓ同期信号は、例えば、１秒の開始に同期してＯ
Ｎ（＝”１”）になり、さらに、２５ミリ秒後にＯＦＦ
（＝”０”）になる動作を繰り返すパルス信号である。
このため、２つのファイルのデータからこのパルス信号
がＯＮになった瞬間を検出し、その直後のデータから処
理を実行することで、高い時刻の一致度を得る。また、
２つのファイル上で処理の開始位置を検出する場所は、
あらかじめ±０．５秒以内で一致している必要がある。
なお、１ｐｐｓ同期信号は、例えば、安価なＧＰＳ受信
機などから取得できる。

【００３４】Ｂ−３．データ処理装置５０の詳細処理
（ステップＳ１０７について） 図８は、データ処理装置５０での二次元指向性パターン
計算を示すフローチャートである。データ処理装置５０
は、まず、固定された仰角での計測対象アンテナ１０に
おける複数のビーコン信号に基づいて作成された複数の
校正結果ファイル７４−ｋ（ｋ＝１〜ｎ）を読み込む
（Ｓ３０１）。つぎに、データ処理装置５０は、ステッ
プＳ３０１での複数の１〜ｎに基づいて、アンテナ内の
位置角（仰角、方位角）で表される二次元座標上への校
正電波強度についてデータ設定（プロット）を行う（Ｓ
３０３）。また、データ処理装置５０は、ステップＳ３
０１で得られたデータ設定について補間処理を行い（Ｓ
３０５）、さらに、二次元指向性パターンを表示すると
共に、仰角ごとに二次元指向性パターンを記憶した指向
性パターンファイル７５に記憶する（Ｓ３０７）。さら
に、データ処理装置５０は、計測対象アンテナ１０の仰
角を変更して、ステップＳ３０１〜３０７を繰り返すこ
とにより、アンテナの感度又は指向性を示す二次元指向
性パターンを繰り返し測定すると共に、仰角ごとに二次
元指向性パターンを記憶した指向性パターンファイル７
５を作成する（Ｓ３０９）。これにより、指向性パター
ン計測システム１００によれば、アンテナの指向性パタ
ーンの仰角依存性を計測することができる。

【００３５】（ステップＳ３０１、Ｓ３０３について）
ここで、図９は、天球面座標系と視野座標系との関連を
示す説明図である。図９（ａ）は、天球面座標系を示し
ており、計測対象アンテナ１０の位置から空を見上げた
ときの様子（これを、天球面座標系と称する）を表して
いる。ここでは、一番外側の円が地平線、円の真中が天
頂、円の上側が北、右方向が東となる。また、衛星の軌
道（ここでは、２種類）は、図中、南側の地平線から北
側の地平線をまたぐ矢印で示す。また、図中、網掛けで
示すドーナツ型の領域は、計測対象アンテナ１０を仰角
を一定、かつ、方位角軸のまわりに回転させた場合での
計測対象アンテナ１０の視野（視野の中心に対して感度
が半分になるまでの範囲）を示す領域である。

【００３６】この計測対象アンテナ１０の視野を示す領
域内の白抜きの小さな円は、さらに方位角を固定した場
合の計測対象アンテナ１０の視野の広さを表している。
このため、衛星６０の軌道上に計測対象アンテナ１０の
視野が入るようにするためには、衛星６０の軌道をあら
かじめ予測し、計測対象アンテナ１０を仰角一定にして
方位角軸のまわりに回転させ、計測対象アンテナ１０の
視野を、図中のドーナツ型の領域内で移動させる必要が
ある。

【００３７】一方、図９（ｂ）は、視野座標系を示して
おり、計測対象アンテナ１０の視野は、仰角方向と平行
な軸（図中、地平線から天頂に向かう方向の軸）と、方
位角方向と平行な軸（図中、地平線を示す大きな円の円
周方向）との２つの座標軸（二次元座標系）で表現する
ことができる（これを、視野座標系：ビーム座標と呼す
る）。ここでは、一例として、図の中心は視野中心、内
側の円は視野中心に対して感度が半分となる位置、外側
の円は感度が１／１０になる位置をそれぞれ示してい
る。また、図中の上方向が天頂方向、横方向が方位角に
平行な軸方向を示している。ここでの視野座標系は、具
体的には、計測対象アンテナ１０の仰角を３０度とした
場合での、計測対象アンテナ１０の視野内を通過する複
数の衛星６０の軌道を示している（ただし、一例とし
て、アンテナ口径１０ｍ、受信周波数６．８ＧＨｚ、計
測時間１時間とする）。

【００３８】ここで、計測対象アンテナ１０の鏡面の形
状が重力により変形した場合、感度半分あるいは１／１
０となる位置を結んだ曲線が円にならず楕円になった
り、あるいはもっと凸凹した形となる（ここでは、この
曲線は円であって、計測対象アンテナ１０の鏡面の形状
が変形していない場合を想定していることになる）。指
向性パターン計測システム１００では、この凸凹の様子
を計測することにより、仰角に応じた計測対象アンテナ
１０の鏡面形状の変形に伴った、二次元指向性パターン
の変形（すなわち、凸凹の様子）が算出される。

【００３９】また、計測対象アンテナ１０を仰角を一
定、かつ、方位各軸だけを回転させ、計測対象アンテナ
１０の視野を衛星６０の軌道上に向けたとき、視野座標
系上で衛星６０がどのような動きになるかを表したもの
が、図中、小円をつないで描いてあるものである。これ
により、衛星６０は、視野座標系上をさまざまな角度で
直線状に横切っていくことが示される。なお、衛星６０
がどのような方向に横切っていくかは、衛星６０の天球
面座標上での衛星６０の動きと、計測対象アンテナ２０
の仰角により決定される。さらに、複数の衛星６０があ
る場合、それぞれの衛星６０は、天球面座標上でいろい
ろな軌道をとり、結果的に、視野座標上でもいろいろな
角度で衛星が横切っていくことになる。

【００４０】（ステップＳ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７
について）まず、データ処理装置５０は、視野座標系
（図９（ｂ）参照）に基づいて、計測対象アンテナ１０
の視野内を通過する衛星６０のビーコン信号の強度変化
から二次元指向性パターンを求める。なお、この二次元
指向性パターンを求める手法は、例えば、医療診断で用
いられるＣＴスキャンの撮影と画像処理の手法と概ね同
様の手法を用いることができる。例えば、得られた複数
の校正結果ファイル７４−ｋの校正結果データに基づ
き、補間した電波強度の等高線を計算することで、二次
元指向性パターンが求められる。

【００４１】図１０は、データ処理装置５０による二次
元指向性パターンの算出についての説明図である。図１
０（ａ）には、計測対象アンテナ１０の視野内を衛星６
０の軌道（ここでは、軌道６１、６２）が横切ってゆく
ときのビーコン信号の強度変化（ここでは、軌道６１に
対応した変化曲線６３と、軌道６２に対応した変化曲線
６４）が示されている。これらの変化曲線６３、６４
は、横軸を衛星６０のビーコンが計測対象アンテナ１０
により受信開始された時刻からの経過時間（この時間経
過は、衛星６０のビーコン受信開始時刻からの衛星６０
の移動角度に比例している）とし、さらに、縦軸を視野
中心を基準とした電波強度比としている。これにより、
受信電波強度の変化曲線６３、６４は、衛星６０の軌跡
（軌道６１、６２）に沿った一次元指向性パターンとな
る。

【００４２】また、データ処理装置５０では、さらに別
の衛星６０を用いると、視野内を異なった角度で横切っ
ていくので、上述の衛星６０の軌跡に沿った一次元指向
性パターンの作成を繰り返すことにより、計測対象アン
テナ１０の視野内に放射状の軌跡が多数描かれ、それぞ
れの異なる衛星６０の軌跡に沿った一元指向性パターン
が多数算出される。また、データ処理装置５０は、軌跡
が通らない部分に対して、軌跡が通っている場所のデー
タを用いた、いわゆる補間計算を行うことで、ある固定
された仰角における計測対象アンテナ１０の二次元の指
向性パターンが算出される。

【００４３】図１０（ｂ）は、ある仰角における計測対
象アンテナ１０の二次元の指向性パターンを示す図であ
る。この指向性パターン６５は、計測対象アンテナ１０
の視野中心からの二次元の離角とその位置での電波強度
を３次元的に表したものである。すなわち、ここでは、
一例として、補間処理を用いて得られた二次元指向性パ
ターンについて、計測対象アンテナ１０の中心又は中心
近傍における仰角に対する電波強度を表す。この指向性
パターン６５は、例えば、ステップＳ３０１〜Ｓ３０７
により算出された、複数の衛星６０の異なる軌跡に沿っ
た多数の一元指向性パターンを合成したものである。

【００４４】（ステップＳ３０９について）データ処理
装置５０は、ステップＳ３０１〜Ｓ３０７により作成さ
れる二次元指向性パターン６５を、計測対象アンテナ１
０の仰角を変えながら繰り返すことで、仰角に対して二
次元指向性パターンがどのように変化するのかという、
二次元指向性パターンの仰角に対する変化状況を、記憶
装置７０内の指向性パターンファイル７５に記憶する。

【００４５】Ｃ．校正についての詳細説明 つぎに、上述のステップＳ２０１〜２１３による「計測
対象アンテナ１０で受信された電波の強度と、この計測
対象アンテナ１０の近傍に配置された参照用アンテナ２
０で受信された電波の強度との比を求めることにより
（上述の数式（１）参照）、ビーコン電波の大気吸収に
よる変動や衛星ごとの放射強度の違いを校正する」こと
ができる点を具体的に説明する。まず、計測対象アンテ
ナ１０で受信した電波の強度は、計測対象アンテナ１０
の指向性パターンによる変化以外に、「大気による電波
の吸収」、「衛星６０と計測対象アンテナ１０間の距離
の変化」、「衛星６０ごとの放射電波強度の違い」など
によっても変化する。このため、これらのアンテナの指
向性パターン以外での電波強度の変化を、参照用アンテ
ナ２０で受信したデータで取り除く必要がある。

【００４６】一般に、電波（ここでは、ビーコン信号）
は、地球の大気中を通過してアンテナに到達する。大気
は、電波に対して若干の吸収を引き起こすことが知られ
ており、特に、大気中の水蒸気や水滴（雨粒）は、計測
に用いられる電波（例えば、マイクロ波：周波数１００
０〜３０００ＭＨｚ程度）に対して強い吸収を引き起
す。ここで、水蒸気や水滴は、大気中にムラを作って分
布している。このため、アンテナから衛星を見る場合、
衛星はこの分布のムラの向こう側を移動していくような
状態になり、アンテナに到達する電波強度が揺らぐこと
になる。この揺らぎは、測定したいアンテナ（計測対象
アンテナ１０）の指向性パターンによる強度変化とは無
関係であるので、取り除く必要がある。

【００４７】そこで、計測対象アンテナ１０の近傍（具
体的には、大気のムラより小さい距離）に小型アンテナ
である参照用アンテナ２０を配置して、計測対象アンテ
ナ１０と同じ衛星６０のビーコン信号を受信させる。こ
の際、参照用アンテナ２０は衛星６０を常に追跡してい
るので、参照用アンテナ２０により記録された参照アン
テナファイル７２のデータには指向性パターンによる強
度の変化は原理的に含まれておらず、２台のアンテナで
受けた電波の強度が相関を持って変動する場合には、計
測対象アンテナ１０の指向性パターンによる変化ではな
く、大気吸収によるものと判断する（即ち、計測対象ア
ンテナ１０と参照用アンテナ２０との指向性パターン
は、アンテナの口径が異なるため、相関性があるとは考
えにくいため）。

【００４８】ここで、大気吸収がある場合、小型アンテ
ナである参照用アンテナ２０から出力されるデータ（ビ
ーコン信号の電波強度）は、大気による吸収量にしたが
って変化する点に注目すると、参照用アンテナ２０と計
測対象アンテナ１０とが接近して設置されているときに
は、参照用アンテナ２０における大気吸収による変動分
と、計測対象アンテナ１０における大気吸収による変動
分とは、比例関係を保持している。このため、参照用ア
ンテナ２０の電波受信強度（Ｖｒ―Ｖｂｒ）で計測対象
アンテナ１０の電波受信強度（Ｖｍ−Ｖｂｍ）を割るこ
とにより、大気吸収による変動分を取り除くことが可能
となり、「大気による電波の吸収」についての校正を行
うことができる。

【００４９】また、「衛星６０と計測対象アンテナ１０
間の距離の変化」について説明すると、衛星６０を常時
追跡するように制御される小型アンテナである参照用ア
ンテナ２０から出力されるデータ（ビーコン信号の電波
強度）は、大気での吸収が無ければほぼ一定値をとるこ
とが想定されるが、実際は、吸収が無くても参照用アン
テナ２０と衛星６０の距離が時間とともに変化するの
で、衛星６０が参照用アンテナ２０に再接近した時間を
ピークとした緩やかな増減特性を示す。この増減特性の
校正についても、参照用アンテナ２０の出力と、計測対
象アンテナ１０の出力との間に比例関係が成り立ってい
るので、「大気による電波の吸収」と同様な処理により
「衛星６０と計測対象アンテナ１０間の距離の変化」に
ついても校正を行うことができる。

【００５０】また、「衛星６０ごとの放射電波強度の違
い」について説明すると、非静止型通信衛星は、天空上
を移動しているので、常時、地上との通信を確保するた
めには、多数の衛星を軌道上に配置し、少なくとも衛星
１台は地上から見えているようにしなければならない。
また、本発明に関する指向性パターン計測システム１０
０では、例えば、次々にやってくる軌道の異なる複数の
衛星６０からのビーコン信号を受信して、指向性パター
ンを算出する。ここで、電波の強度は、衛星６０ごとに
異なっているが、二次元指向性パターンを算出する際、
全衛星があたかも同一の強度を持っているように校正す
る必要がある。ここでの校正についても、参照用アンテ
ナ２０の出力と、計測対象アンテナ１０の出力との間に
比例関係が成り立っているので、「大気による電波の吸
収」と同様な処理により「衛星６０ごとの放射電波強度
の違い」についても校正を行うことができる。

【００５１】ここで、上述の「大気による電波の吸収」
「衛星６０と計測対象アンテナ１０間の距離の変化」
「衛星６０ごとの放射電波強度の違い」についての校正
は、参照用アンテナ２０の電波受信強度（Ｖｒ―Ｖｂ
ｒ）で計測対象アンテナ１０の電波受信強度（Ｖｍ−Ｖ
ｂｍ）を割ることで可能であることを、簡単な数式で説
明する。参照用アンテナ２０で受信したビーコン信号の
電波強度Ａｒ（ｔ）＝（Vｒ―Ｖbr）、計測対象アンテ
ナ１０で受信したビーコン信号の電波強度Ａm（ｔ）＝
（Ｖｍ−Ｖbm）とすると、２つのアンテナとも衛星６０
を追跡していた場合、両者の出力には、 Ａm（ｔ）＝ｋ・Ａr（ｔ） （２） という関係が成り立つ。ただし、ｋは比例定数とする。

【００５２】また、大気吸収がある場合での吸収割合を
α（ｔ）、吸収があるときの参照用アンテナ２０のビー
コン信号の電波強度をＡr’（ｔ）、同じく、吸収があ
るときの計測対象アンテナ１０で受信したビーコン信号
の電波強度をＡm’（ｔ）とすると、 Ａｒ’（ｔ）＝α（ｔ）・Ａｒ（ｔ）、Ａｍ’（ｔ）＝α（ｔ）・Ａｍ（ｔ） （３） が成り立つ。ここで、ｔは時間であり、αは衛星６０の
移動に伴い変化するので、 Ａｍ＝Ａｍ’（ｔ）／α（ｔ）＝Ａｍ’（ｔ）／｛Ａｒ’（ｔ）／Ａｒ（ｔ） ｝ （４） が成り立つ。これにより、もとの値Ａｍ（ｔ）＝（Ｖｍ
−Ｖｂｍ）が復元できる。また、大気吸収がない場合に
おける参照用アンテナ２０のビーコン信号の電波強度Ａ
ｒ（ｔ）が特定されない場合であっても、本発明に関す
る指向性パターン計測システム１００によれば、吸収量
の変化分を補正するだけでいいので、ある適当な大気吸
収があるときの参照用アンテナ２０のビーコン信号の電
波強度Ａｒ’（０）＝α０・Ａｒを基準として、 Ａｍ’（ｔ）／｛Ａｒ’（ｔ）／Ａｒ’（０）｝＝｛Ａｍ’（ｔ）／α（ｔ） ｝／α０＝一定値 （５） とすれば良い。さらに、指向性パターンを計測するとき
には、計測対象アンテナ１０は衛星６０を待ち受けてい
るので、アンテナの指向性パターンをＰ（ｔ）とする
と、Ｐ（ｔ）がＡｍ（ｔ）に掛かり、 Ａｍ’（ｔ）＝α（ｔ）・Ｐ（ｔ）・Ａｍ（ｔ） （６） と表わすことができる。

【００５３】以上により、大気吸収による変動分を取り
除くためには、 Ａｍ’（ｔ）／｛Ａｒ’（ｔ）／Ａｒ’（０）｝＝｛Ａｍ’（ｔ）／α（ｔ） ｝・Ｐ（ｔ）／α０ （７） とすれば良い。また、Ａｍ’（ｔ）／α（ｔ）およびＡ
ｒ’（ｔ）は時間変動しない量なので、 Ｐ（ｔ）＝Ｃｏｎｓｔ．×［Ａｍ’（ｔ）／Ａｒ’（ｔ）］ （８） として指向性パターンＰ（ｔ）が算出される。なお、こ
の算出方法では、指向性パターンの絶対値は確定しない
が、指向性パターンは、例えば、アンテナの視野の中心
を１として規格化した量であり、絶対値が確定しなくと
も実質的に不都合は生じない。

【００５４】Ｄ．まとめ このように、本実施の形態の指向性パターン計測システ
ム１００によれば、計測対象アンテナ（大型アンテナ）
の場合、仰角が変わったことによる鏡面形状の変形に伴
った、二次元指向性パターンの変形が算出される。な
お、大口径の高性能アンテナは、将来予想される、惑星
間データ伝送などの深宇宙通信の増加に伴って、需要が
高まると思われる。また、通信衛星を用いたデータ通
信、インターネットなどで非静止型通信衛星の需要は将
来増加すると見込まれると共に、ビーコン電波も高い周
波数に移行することが予想される。これにより、上述の
指向性パターン計測システム１００は、さらに短時間、
高精度に実施可能となることが期待される。

【００５５】なお、本発明の応用として、例えば、鏡面
形状の変形の様子（理想的な双曲線形状からのずれ）を
把握するために、鏡面形状の変形に対応した指向性パタ
ーンを予め算出したデータファイルを指向性パターン計
測システム１００内の適宜のメモリ内に記憶させ、この
データファイルに含まれる指向性パターンと、実際に計
測された指向性パターンとを比較して、両者が一致する
際の鏡面形状の変形を、データファイルから読み出すよ
うにしてもよい。また、計測対象アンテナと小型アンテ
ナとを組み合わせて、電波干渉計を構築して、例えば、
いわゆる電波ホログラフィーの手法を用いて、鏡面形状
の変形の様子を把握することも期待できる。

【００５６】

【発明の効果】本発明によると、以上説明した通り、計
測対象アンテナの仰角を固定して、複数の非静止型衛星
からのビーコン信号を利用することで、ある仰角に対す
る計測対象アンテナの正確な二次元指向性パターン（例
えば、仰角ごとの電波強度、感度パターン）を計測でき
る。また、本発明は、大型アンテナの性能評価を短時間
で正確かつ安価に行うことができる。

【００５７】また、本発明は、アンテナの鏡面の重力変
形に影響する、仰角方向の動きを原理的に伴わない厳密
な指向性パターンの計測を行うことができる。また、本
発明は、計測対象アンテナ（大型アンテナ）において、
仰角が変わったことによる鏡面形状の変形に伴った、二
次元指向性パターンの変形を計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する指向性パターン計測システム１
００の概略構成図。

【図２】本発明に関する指向性パターン計測システム１
００のフローチャート。

【図３】衛星位置データファイル７３の説明図。

【図４】計測アンテナファイル７１及び参照アンテナフ
ァイル７２の説明図。

【図５】校正結果ファイル７４−ｋの説明図。

【図６】仰角ごとの二次元指向性パターンファイル７５
の説明図。

【図７】校正用計算機４０の校正処理を示す説明図。

【図８】データ処理装置５０での二次元指向性パターン
計算を示すフローチャート。

【図９】天球面座標系と視野座標系との関連を示す説明
図。

【図１０】データ処理装置５０による二次元指向性パタ
ーンの算出についての説明図。

【符号の説明】

１０ 計測対象アンテナ １５ 第１受信機 ２０ 参照用アンテナ ２５ 第２受信機 ３０ 軌道予測計算機 ４０ 校正用計算機 ５０ データ処理装置 ６０ 衛星 ７０ 記憶装置 ７１ 計測アンテナファイル ７２ 参照アンテナファイル ７３ 衛星位置データファイル ７４ 校正結果ファイル ７５ 指向性パターンファイル １００ 指向性パターン計測システム

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】仰角が所定角度に設定され、複数の衛星か
   ら放射される電波を受信するための第１アンテナと、 前記第１アンテナにより受信した電波強度を第１データ
   に変換し、時刻毎にその時刻を基準として複数サンプリ
   ングした複数の該第１データを含む第１データ列を第１
   ファイルに記憶する第１受信機と、 前記第１アンテナの近傍に配置され、該電波を受信する
   ための第２アンテナと、 前記第２アンテナにより受信した電波強度を第２データ
   に変換し、時刻毎にその時刻を基準として複数サンプリ
   ングした複数の該第２データを含む第２データ列を第２
   ファイルに記憶する第２受信機と、 前記衛星の各時刻ごとの位置を示す衛星の仰角及び方位
   角を記憶した衛星位置データファイルと、 前記第１及び２ファイルからある時刻の該第１及び２デ
   ータを読み出し、該第１データと第２データとの強度比
   を求め、前記第１アンテナによる校正電波強度を算出
   し、さらに、前記衛星位置データファイルから該衛星の
   仰角及び方位角を読み出して、前記第１アンテナの仰角
   及び方位角に対応づけることにより、該校正電波強度、
   前記第１アンテナの仰角及び方位角を含む複数の校正結
   果ファイルを作成する校正用計算機と、 前記複数の校正結果ファイルから前記第１アンテナの仰
   角及び方位角、校正電波強度を読み出し、前記第１アン
   テナの二次元指向性パターンを算出し、前記第１アンテ
   ナの所定角度の仰角における二次元指向性パターンを含
   む指向性パターンファイルを作成するデータ処理装置と
   を備えた指向性パターン計測システム。
2. 【請求項２】さらに、前記第１アンテナの仰角を他の角
   度に変更し、該他の角度に対応した電波強度についての
   二次元指向性パターンを含む指向性パターンファイルを
   作成するようにした請求項１に記載の指向性パターン計
   測システム。
3. 【請求項３】前記校正用計算機は、 前記第１及び２データを、フーリエ変換により周波数ス
   ペクトルデータにそれぞれ変換し、該周波数スペクトル
   データのピーク値からベース値を減算した値を、前記第
   １及び２アンテナの電波強度とし、 前記第１アンテナの校正電波強度を、前記第１アンテナ
   の電波強度を前記第２アンテナの電波強度で除算するこ
   とで得るようにした請求項１又は２に記載の指向性パタ
   ーン計測システム。
4. 【請求項４】前記データ処理装置は、前記複数の校正結
   果ファイルを読み出し、前記第１アンテナの仰角及び方
   位角についての二次元座標上へ該校正電波強度のデータ
   を設定し、該設定された二次元座標データについて前記
   衛星の軌跡が通らずにデータが得られない領域の補間処
   理を行い、等しい電波強度の位置を結んだ二次元指向性
   パターンを作成するようにした請求項１乃至３のいずれ
   かに記載の指向性パターン計測システム。
5. 【請求項５】前記第１及び２ファイルに記憶された第１
   及び第２データは、衛星からの電波を受信した際の受信
   時刻情報と、該受信時刻情報に基づいて、各処理の開始
   タイミングを同期させるための同期信号情報とを含むよ
   うにした請求項１乃至４のいずれかに記載の指向性パタ
   ーン計測システム。
6. 【請求項６】前記衛星は、地球の周回軌道を低高度又は
   中高度で回る非静止型衛星であり、 前記電波は、ビーコン信号であることを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれかに記載の指向性パターン計測シス
   テム。
7. 【請求項７】仰角が所定角度に設定され、複数の衛星か
   ら放射される電波を受信するための第１アンテナにより
   受信した電波強度を第１データに変換し、時刻毎にその
   時刻を基準として複数サンプリングした複数の該第１デ
   ータを含む第１データ列を第１ファイルに記憶するステ
   ップと、 前記第１アンテナの近傍に配置され、該電波を受信する
   ための第２アンテナにより受信した電波強度を第２デー
   タに変換し、時刻毎にその時刻を基準として複数サンプ
   リングした複数の該第２データを含む第２データ列を第
   ２ファイルに記憶するステップと、 前記第１及び２ファイルからある時刻の該第１及び２デ
   ータを読み出し、該第１データと第２データとの強度比
   を求め、前記第１アンテナによる校正電波強度を算出
   し、さらに、前記衛星の各時刻ごとの位置を示す衛星の
   仰角及び方位角を記憶した前記衛星位置データファイル
   から該衛星の仰角及び方位角を読み出して、前記第１ア
   ンテナの仰角及び方位角に対応づけることにより、該校
   正電波強度、前記第１アンテナの仰角及び方位角を含む
   複数の校正結果ファイルを作成するステップと、 前記複数の校正結果ファイルから前記第１アンテナの仰
   角及び方位角、校正電波強度を読み出し、前記第１アン
   テナの二次元指向性パターンを算出し、前記第１アンテ
   ナの所定角度の仰角における二次元指向性パターンを含
   む指向性パターンファイルを作成するステップとを含む
   指向性パターン計測方法。
8. 【請求項８】さらに、前記第１アンテナの仰角を他の角
   度に変更し、該他の角度に対応した電波強度についての
   二次元指向性パターンを含む指向性パターンファイルを
   作成するようにした請求項７に記載の指向性パターン計
   測方法。