JPH0219657B2 - - Google Patents

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JPH0219657B2
JPH0219657B2 JP4163985A JP4163985A JPH0219657B2 JP H0219657 B2 JPH0219657 B2 JP H0219657B2 JP 4163985 A JP4163985 A JP 4163985A JP 4163985 A JP4163985 A JP 4163985A JP H0219657 B2 JPH0219657 B2 JP H0219657B2
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JP
Japan
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retardation plate
retardation
cross
polarization
angle
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JP4163985A
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JPS61200729A (ja
Inventor
Naoto Matsunaka
Seiki Matsuzawa
Tomio Ito
Hiromichi Mori
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Mitsubishi Electric Corp
KDDI Corp
Original Assignee
Kokusai Denshin Denwa KK
Mitsubishi Electric Corp
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は円偏波あるいは直線偏波で伝ぱんす
る高周波信号が降雨などの非対称な媒体によつて
生じる交差偏波を自動的に補償する装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
互いに逆旋の関係にある2つの円偏波が降雨等
の非対称要因をもつ伝ぱん路空間を通過してアン
テナで受信される場合、これら2つの偏波間に混
信が発生するが、90゜位相差板、180゜位相差板、
追尾受信機およびサーボ機構を用いると、入射偏
波を自動的に2つの直交した直線偏波に変換する
ことができ、この混信を改善することができる。
第4図は、受信系の入射偏波を直線偏波に変換す
る回路の一例を示したものである。第4図におい
て、アンテナ1に入射する偏波は、降雨等によ
り、楕円偏波となり、90゜位相差板2と180゜位相
差板3を通過したあと、端子14におけるx軸成
分と、y軸成分を偏波分器4により分波し、それ
ぞれの成分を端子19,20に出力する。又、こ
れらの成分の一部を結合器5,8により、追尾受
信機9に供給する。この時端子20に出力される
混信成分を零とし、端子19にのみ直線偏波出力
を得ようとすれば、受信機入力端子15を基準入
力、16を誤差入力とすればよい。追尾受信機9
は、誤差信号の基準信号に対する同相成分と直交
成分を検出し、端子17に誤差振幅情報を持つ同
相成分が出力され、端子18に誤差位相情報を持
つ直交成分が出力される。これらをサーボ増幅回
路10,11を介して誤差成分が零となるよう駆
動機構6,7を駆動すると、駆動機構に結合され
た90゜位相差板2と180゜位相差板3が回転し、安
定位置に達した時には、端子20の混信成分が消
滅する。これは90゜位相差板2が、端子12の入
射橢円偏波を直線偏波に変換し、180゜位相差板3
は変換された端子13の直線偏波を端子14にお
いて、x軸と一致するように偏波を回転させるた
めである。
この原理は、送信系についても同様に適用する
ことが出来、第5図にその構成を示す。
第5図において、1〜20は第4図と同じであ
る。21は群分波器、22は90゜位相差板、23
は180゜位相差板、24は偏波分器、25,26は
駆動機構、27,28はサーボ増幅回路であり、
受信系と同じ機能を持つている。32〜44は端
子である。送信系においては、端子43に正旋偏
波として搬送波信号を入力し、かつ端子44に搬
送波抑圧変調した逆旋偏波信号を入力してアンテ
ナ1より衛星に送信すると、伝ぱん路における降
雨等の非対称要因により、逆旋偏波信号が正旋偏
波信号に混信し、これが衛星より折返されて第5
図に示すアンテナ1で受信される。この場合送信
系のアツプリンクにおける混信は、端子36にお
いて搬送波に混信成分がサイドバンドとして重畳
された合成信号として得られる。これをいわゆる
単一チヤネル追尾受信機30にて検波すると、受
信系と全く同じように端子38に誤差振幅情報を
もつ同相成分が出力され、端子37に誤差位相情
報を持つ直交成分が出力される。よつて、これら
の誤差信号により90゜位相差板22と180゜位相差
板23を駆動し、誤差を零とすると、丁度衛星に
て受信される地球局よりの送信信号の混信成分が
零となり、交差偏波補償ができる。これをパイロ
ツト制御方式と呼ぶ。送信系の交差偏波補償方式
として知られているものとして推定制御方式があ
る。これは、ダウンリンクの交差偏波識別度
XPDの劣化とアツプリンクのXPDの劣化に相関
関係があることを利用したもので、第5図におい
て、受信系のXPD劣化状態を補償状態における
90゜位相差板2と180゜位相差板3の設定角度より
推定演算回路31により演算し、これをもとに送
信系のXPD劣化状態を推定し、これより送信系
の90゜位相差板22と180゜位相差板23の設定角
度を演算する。このときの推定演算方法は、90゜
位相差板2と180゜位相差板3の両設定角度からダ
ウンリンク系に働く降雨のキヤンテイング角と異
方性位相推移量(DPS=Differential Phase
Shift)を演算し、この演算値からアツプリンク
系に働く降雨のキヤンテイング角とDPSを推定
(降雨のキヤンテイング角とDPSはダウンリンク
系とアツプリンク系に対して相関関係がある。)
して、この推定値から90゜位相差板22と180゜位
相差板23の設定角度を求めるものである。両位
相差板22,23よりの現在の実設定角度と上記
演算指令角度との誤差信号を端子41,42に出
力し、これをサーボ増幅器27,28により制御
増幅して90゜位相差板22を180゜位相差板23を
駆動すれば、送信系の交差偏波補償を行なうこと
が出来る。これら2つの制御方式は、システムの
信頼度を上げる場合などにおいて併用することが
ある。29は上記パイロツト制御方式と推定制御
方式とを切り替えるための切替器であり、端子3
7,38と端子39,40の誤差信号をそれぞれ
切替えるものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の交差偏波補償装置は、以上のように構成
されており、パイロツト方式および推定制御方式
それぞれにおいては良好な補償性能が得られる
が、パイロツト方式から推定制御方式に切り替え
る場合には、地球局アンテナの持つ楕円偏波率特
性やXPDの相関関係の精度などにより、パイロ
ツト制御時の位相差板設定角度と推定制御時の設
定角度が必ずしも一致していないため、切替時に
大きく動く場合がある。この時90゜位相差板22
と180゜位相差板23が第6図に示すようにそれぞ
れ独立して最短コースを動くことになるので、推
定制御設定角度に駆動されるまでに、90゜位相差
板22と180゜位相差板23の相対角度関係により
第7図の例に示すように大きなXPD劣化が発生
する。
この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、切替時に2枚位相差板間の
相対関係を制御し、駆動中のXPD劣化を最小に
おさえることが出来るようにした交差偏波補償装
置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る交差偏波補償装置は、推定演算
回路の出力に切替駆動制御回路を付加し、切替時
には、直接、推定演算の設定値によりアツプリン
ク系の位相差板を駆動するのではなく、この演算
設定値までアツプリンク系の一方の位相差板を
徐々に動かしながら、そのときのXPD劣化が最
小となるように他方の位相差板の最適角度を演算
し、これを指令値として駆動するようにしたもの
である。
〔作用〕
この発明においては、切替駆動制御回路によ
り、制御方式の切替時、2枚の位相差板間の相対
関係が切替直前の偏波状態にもとづいてXPD劣
化が最小となるように決定されるため、非常に精
度の高い切替制御が可能となる。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第1図において、1〜44は、第5図に示す
ものと同一である。
54は、切替駆動制御回路であり、推定演算回
路31より、端子45,46にそれぞれ180゜位相
差板22と90゜位相差板23の実設定角度が入力
され、端子47,48に偏波状態として、円偏波
比とチルト角情報が入力される。端子53,5
2,51には、パイロツト制御方式と推定制御方
式の切替信号が入力される。切替駆動制御回路5
4は、端子51の切替信号により、推定制御方式
に切替わると、まず端子47,48の円偏波比と
チルト角情報によりXPD劣化が最小となる90゜位
相差板22と180゜位相差板23の設定角度を演算
し、端子45,46の実設定角度との誤差を端子
49,50に出力する。これにより両位相差板2
2,23が駆動され、推定制御の演算設定値まで
動かされる。演算設定値まで来ると、本来の推定
演算制御に移行し、端子41,42の誤差角度信
号をそのまま端子49,50に出力し、位相差板
を制御する。
第1図において、端子33より送出する送信偏
波のX軸およびY軸成分電界をそれぞれEx〓,Ey〓
とすると、これらは第(1)式により表わされる。
Ex=R+Lej2〓 Ey=j(R−Lej2〓(1) 但し R:送信偏波の右旋成分 L:送信偏波の左旋成分 2β:RとLの相対位相差 伝ぱん路の降雨等の影響による送出偏波の偏波
状態に対して、90゜位相差板22と180゜位相差板
23の設定角度による交差偏波補償後のXPDは、
第2式により求められる。
但し θ:90゜位相差板設定角度 Ψ:180゜位相差板設定角度 ここで、例えば、パイロツト制御時には、降雨
等によるXPD劣化を完全に補償していたとする
と、その時の偏波状態は、両位相差板22,23
の角度より次のように求まる。
制御方式を切替えた時、駆動中に偏波状態が変
化しないものとすると(切替は短時間に行なわれ
るので、偏波状態が変化しても、これは切替時間
に比較してゆるやかなもので事実上無視し得ると
考えられる)推定演算の設定角度へ駆動する最適
な方法は、第2図に示す通り、90゜位相差板22
を少しずつ駆動しながら180゜位相差板23を、第
(2)式で与えられるXPDが最小となるように演算
して制御すればよい。これを満足する180゜位相差
板23の角度は第(4)式にて求められる。
Ψ=−1/4tan-11−(R2/L)/2(R/L)cos2
(β−θ)+θ/2
……(4) このようにして、第(3)式で求められる(R/L) とβを入力し、θを除々に推定演算指令値に近づ
けてゆくとその各θ値に対してΨが得られる。そ
してθが推定演算設定値に一致した時、Ψも推定
演算設定値に置換してやれば駆動が完了し、その
後本来の推定制御方式にて補償制御が行なえる。
この場合、駆動中のXPDは、推定演算設定値に
おけるXPDより悪くなることはない。
第3図に一例として、パイロツト制御から推定
制御に切替えた時のアツプリンク系の各位相差板
の動きとXPDの変化を示す。これよりXPD劣化
が最小におさえられていることがわかる。
なお、上記実施例では、パイロツト制御より推
定制御への切替について説明したが、推定制御中
に一時駆動停止し、再度駆動開始する場合に演算
設定角度が変わつているケースや、又、必要に応
じて所定の設定角度に駆動するようなケースにお
いても上記実施例の切替駆動制御回路は同様の効
果を奏する。
この場合には、切替後の演算設定角度が伝ぱん
路による偏波状態を示しているので、第(4)式に入
力する(R/L)とβは、演算設定角度を第(3)式に 入力して求めた数値を利用すればよい。
また、上記実施例において90と180゜位相差板を
入れ替えても同様な効果が得られる。さらに、上
記実施例では、2枚の位相差板を90゜位相差板と
180゜位相差板として説明したが、90゜位相差板を
2枚用いる場合も同様に考えられる。
〔発明の効果〕
以上の通りこの発明の交差偏波補償装置は、ア
ツプリンク系の2枚の位相差板をダウンリンク系
の2枚の位相差板角度から推定して設定値まで回
転させる場合に、この設定値まで一方の位相差板
を除々に動かしながら、そのときのXPD劣化が
最小となるように他方の位相差板の相対関係を満
たして駆動するように構成したので、推定制御方
式の駆動時に大きなXPD劣化が発生するのを防
止できるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る交差偏波補償装置の一
実施例を示すブロツク図、第2図は第1図に示す
実施例においてパイロツト制御から推定制御の切
替動作を説明する図、第3図は第1図に示す実施
例においてパイロツト制御から推定制御に切替え
た時の位相差板とXPDの変化を示すタイムチヤ
ート、第4図は従来の交差偏波補償装置のダウン
リンク系を示すブロツク図、第5図は従来の交差
偏波補償装置を示すブロツク図、第6図は従来装
置においてパイロツト制御から推定制御の切替動
作を説明する図、第7図は従来装置においてパイ
ロツト制御から推定制御に切替えた時のXPDの
劣化を示すタイムチヤートである。 図において、2,22は90゜位相差板、3,2
3は180゜位相差板、6,7,25,26は駆動機
構、9,30は追尾受信機、10,11,27,
28はサーボ増幅回路、31は推定演算回路、5
4は切替駆動制御回路である。図中、同一符号は
同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 降雨等の伝播路における非対称媒体によつて
    高周波信号に生じる交差偏波を、ダウンリンク系
    とアツプリンク系で夫々2枚の位相差板を用いて
    補償するものにおいて、ダウンリンク系の両位相
    差板を介して得られる受信波の交差偏波成分を検
    出しこの検出値が零となるように両位相差板を回
    転させる第1のサーボ制御手段と、このときの両
    位相差板角度から送信波が経由するアツプリンク
    系の両位相差板の設定角度を推定演算する推定演
    算回路と、アツプリンク系の一方の位相差板角度
    を上記設定角度に漸次近づけそのときの上記送信
    波の交差偏波識別度の劣化が最小となるように円
    偏波比とチルト角からアツプリンク系の他方の位
    相差板角度を導出する切替駆動制御回路と、上記
    設定角度までこの切替駆動制御回路から得られる
    位相差板角度でアツプリンク系の両位相差板を回
    転させる第2のサーボ制御手段とを備えた交差偏
    波補償装置。 2 ダウンリンク系とアツプリンク系の2枚の位
    相差板は90゜位相差板と180゜位相差板であること
    を特徴とした特許請求の範囲第1項記載の交差偏
    波補償装置。
JP4163985A 1985-03-01 1985-03-01 交差偏波補償装置 Granted JPS61200729A (ja)

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