JPH07249934A - アンテナ鏡面変形補正方法および補正システム - Google Patents
アンテナ鏡面変形補正方法および補正システムInfo
- Publication number
- JPH07249934A JPH07249934A JP3870794A JP3870794A JPH07249934A JP H07249934 A JPH07249934 A JP H07249934A JP 3870794 A JP3870794 A JP 3870794A JP 3870794 A JP3870794 A JP 3870794A JP H07249934 A JPH07249934 A JP H07249934A
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- JP
- Japan
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- antenna
- mirror surface
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 衛星に搭載されるアンテナ反射鏡の鏡面変形
を地上からの制御により補正するアンテナ鏡面変形補正
方法および補正システムを実現する。 【構成】 衛星搭載アンテナから放射された信号を複数
の地上局で受信してアンテナ放射パターンを測定し、そ
のアンテナ放射パターンに基づいて衛星搭載アンテナの
給電分布を制御し、アンテナ鏡面変形に応じたアンテナ
放射パターンの劣化を補償する。また、衛星搭載アンテ
ナから放射された信号を複数の地上局で受信してアンテ
ナ放射パターンを測定し、そのアンテナ放射パターンか
ら所定の計算によりアンテナ鏡面形状を求め、その変形
分を補償する変形を衛星搭載アンテナに与える。
を地上からの制御により補正するアンテナ鏡面変形補正
方法および補正システムを実現する。 【構成】 衛星搭載アンテナから放射された信号を複数
の地上局で受信してアンテナ放射パターンを測定し、そ
のアンテナ放射パターンに基づいて衛星搭載アンテナの
給電分布を制御し、アンテナ鏡面変形に応じたアンテナ
放射パターンの劣化を補償する。また、衛星搭載アンテ
ナから放射された信号を複数の地上局で受信してアンテ
ナ放射パターンを測定し、そのアンテナ放射パターンか
ら所定の計算によりアンテナ鏡面形状を求め、その変形
分を補償する変形を衛星搭載アンテナに与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、衛星に搭載されるアン
テナ反射鏡の鏡面変形を地上からの制御により補正する
アンテナ鏡面変形補正方法および補正システムに関す
る。
テナ反射鏡の鏡面変形を地上からの制御により補正する
アンテナ鏡面変形補正方法および補正システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】大型のアンテナ反射鏡の鏡面形状は重力
や温度変化によって変形する。一方、アンテナ反射鏡は
使用する周波数が高くなるほど高い鏡面精度が要求され
る。したがって、大型のアンテナ反射鏡を高い周波数で
使用する場合には変形に対する対策が必要となる。
や温度変化によって変形する。一方、アンテナ反射鏡は
使用する周波数が高くなるほど高い鏡面精度が要求され
る。したがって、大型のアンテナ反射鏡を高い周波数で
使用する場合には変形に対する対策が必要となる。
【０００３】70年代までは補強材等による剛性の強化に
より変形が生じないように対処してきたが、その後は鏡
面の変形を見越した設計で完成時に所定の鏡面形状を得
る方法がとられてきた。しかし、このような受動的な対
策では、極めて高い鏡面精度が要求される周波数の高い
領域のものには対応できない。そこで、近年は能動的に
形状制御を行い、高い鏡面精度を実現する方法をとって
いる。
より変形が生じないように対処してきたが、その後は鏡
面の変形を見越した設計で完成時に所定の鏡面形状を得
る方法がとられてきた。しかし、このような受動的な対
策では、極めて高い鏡面精度が要求される周波数の高い
領域のものには対応できない。そこで、近年は能動的に
形状制御を行い、高い鏡面精度を実現する方法をとって
いる。
【０００４】図４は、従来のアンテナ鏡面変形補正シス
テムを示す。なお、これは主に地上の大型電波望遠鏡の
鏡面形状の補正に用いられているものである。図におい
て、アンテナ反射鏡４１はアクチュエータ４２に保持さ
れた複数のパネル（反射面）に分割されている。各パネ
ルの結合部には、相対位置を計測する位置センサ４３が
配置され、各位置情報に応じてアクチュエータ４２を駆
動し、アンテナ反射鏡４１を所定の形状に維持する構成
になっている。
テムを示す。なお、これは主に地上の大型電波望遠鏡の
鏡面形状の補正に用いられているものである。図におい
て、アンテナ反射鏡４１はアクチュエータ４２に保持さ
れた複数のパネル（反射面）に分割されている。各パネ
ルの結合部には、相対位置を計測する位置センサ４３が
配置され、各位置情報に応じてアクチュエータ４２を駆
動し、アンテナ反射鏡４１を所定の形状に維持する構成
になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、衛星に搭載さ
れるアンテナの場合には重量制限が厳しく、図４に示す
ようなアンテナ鏡面変形補正システムで高精度のものを
搭載することは困難であった。
れるアンテナの場合には重量制限が厳しく、図４に示す
ようなアンテナ鏡面変形補正システムで高精度のものを
搭載することは困難であった。
【０００６】また、地上と衛星軌道上では環境が大きく
異なる。すなわち、地上では重力による変形が大きい。
また、衛星軌道上での温度変化や太陽光の照射状態を地
上で完全に模擬することは困難である。したがって、地
上でアンテナ反射鏡の形状を精密に調整しても、衛星軌
道上でそれを維持できる保証はなかった。
異なる。すなわち、地上では重力による変形が大きい。
また、衛星軌道上での温度変化や太陽光の照射状態を地
上で完全に模擬することは困難である。したがって、地
上でアンテナ反射鏡の形状を精密に調整しても、衛星軌
道上でそれを維持できる保証はなかった。
【０００７】本発明は、衛星軌道上のアンテナ反射鏡の
変形を高精度に検出し、所定の鏡面形状あるいはアンテ
ナ放射パターンに制御するアンテナ鏡面変形補正方法お
よび補正システムを提供することを目的とする。
変形を高精度に検出し、所定の鏡面形状あるいはアンテ
ナ放射パターンに制御するアンテナ鏡面変形補正方法お
よび補正システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、衛星搭載アン
テナから放射された信号を複数の地上局で受信してアン
テナ放射パターンを測定し、そのアンテナ放射パターン
に基づいて衛星搭載アンテナの給電分布を制御し、アン
テナ鏡面変形に応じたアンテナ放射パターンの劣化を補
償する。
テナから放射された信号を複数の地上局で受信してアン
テナ放射パターンを測定し、そのアンテナ放射パターン
に基づいて衛星搭載アンテナの給電分布を制御し、アン
テナ鏡面変形に応じたアンテナ放射パターンの劣化を補
償する。
【０００９】また、衛星搭載アンテナから放射された信
号を複数の地上局で受信してアンテナ放射パターンを測
定し、そのアンテナ放射パターンから所定の計算により
アンテナ鏡面形状を求め、その変形分を補償する変形を
衛星搭載アンテナに与える。
号を複数の地上局で受信してアンテナ放射パターンを測
定し、そのアンテナ放射パターンから所定の計算により
アンテナ鏡面形状を求め、その変形分を補償する変形を
衛星搭載アンテナに与える。
【００１０】
【作用】本発明は、地上で衛星搭載アンテナのアンテナ
放射パターンを測定することにより、アンテナ鏡面形状
の変形を検出することができる。このアンテナ鏡面変形
に応じたアンテナ放射パターン劣化に対して、衛星搭載
アンテナの給電分布を制御することにより、劣化分を補
償したアンテナ放射パターンを実現することができる。
放射パターンを測定することにより、アンテナ鏡面形状
の変形を検出することができる。このアンテナ鏡面変形
に応じたアンテナ放射パターン劣化に対して、衛星搭載
アンテナの給電分布を制御することにより、劣化分を補
償したアンテナ放射パターンを実現することができる。
【００１１】また、アンテナ放射パターンの測定によっ
て得られたアンテナ鏡面変形に対して、衛星搭載アンテ
ナを直接変形する操作を行うことにより、変形分を補償
したアンテナ放射パターンを実現することができる。
て得られたアンテナ鏡面変形に対して、衛星搭載アンテ
ナを直接変形する操作を行うことにより、変形分を補償
したアンテナ放射パターンを実現することができる。
【００１２】
【実施例】図１は、本発明のアンテナ鏡面変形補正方法
の基本手順を示す。図において、衛星１１から放射され
た電波は、その照射ビーム１２内の複数の地上局１３に
受信される。各地上局は、自らの位置を衛星による位置
測定システム（ＧＰＳ）あるいはジャイロコンパス等で
検知するか、あらかじめ決められた位置に配置され、そ
れぞれの位置情報が得られる状況にある。各地上局は、
受信信号の受信電界強度を検出し、その位置情報ととも
に演算処理部１４に送出する。演算処理部１４は、これ
らの情報を用いてアンテナ放射パターンを求め、アンテ
ナ鏡面変形を補正するための情報（給電分布の制御情報
あるいはアンテナ反射鏡の変形情報）を作成して衛星１
１に与える。衛星１１では、この情報により給電分布を
制御する（請求項１）か、あるいはアンテナ鏡面形状の
変形分を補償する変形をアンテナ反射鏡に与え（請求項
２）、間接的あるいは直接的にアンテナ鏡面変形の補正
を行う。
の基本手順を示す。図において、衛星１１から放射され
た電波は、その照射ビーム１２内の複数の地上局１３に
受信される。各地上局は、自らの位置を衛星による位置
測定システム（ＧＰＳ）あるいはジャイロコンパス等で
検知するか、あらかじめ決められた位置に配置され、そ
れぞれの位置情報が得られる状況にある。各地上局は、
受信信号の受信電界強度を検出し、その位置情報ととも
に演算処理部１４に送出する。演算処理部１４は、これ
らの情報を用いてアンテナ放射パターンを求め、アンテ
ナ鏡面変形を補正するための情報（給電分布の制御情報
あるいはアンテナ反射鏡の変形情報）を作成して衛星１
１に与える。衛星１１では、この情報により給電分布を
制御する（請求項１）か、あるいはアンテナ鏡面形状の
変形分を補償する変形をアンテナ反射鏡に与え（請求項
２）、間接的あるいは直接的にアンテナ鏡面変形の補正
を行う。
【００１３】ここで、演算処理部１４が地上に設置され
る場合には、各地上局１３から演算処理部１４にデータ
が集められ、演算処理部１４から衛星１１に対してアン
テナ鏡面変形を補正するための情報が伝送される。演算
処理部１４が衛星１１に設置される場合には、各地上局
１３から衛星１１の演算処理部１４に対して、受信信号
の受信電界強度と各位置情報が伝送される。
る場合には、各地上局１３から演算処理部１４にデータ
が集められ、演算処理部１４から衛星１１に対してアン
テナ鏡面変形を補正するための情報が伝送される。演算
処理部１４が衛星１１に設置される場合には、各地上局
１３から衛星１１の演算処理部１４に対して、受信信号
の受信電界強度と各位置情報が伝送される。
【００１４】図２は、本発明のアンテナ鏡面変形補正シ
ステムの第１実施例の構成を示す（請求項３）。図にお
いて、２１はアンテナ反射鏡、２２は変形したアンテナ
反射鏡、２３は複数の給電装置、２４は複数の位相器、
２５は複数の減衰器である。各位相器２４および各減衰
器２５の設定に応じて各給電装置２３から放射された電
波はアンテナ反射鏡２１（２２）によって反射される。
アンテナ反射鏡が変形していない場合には、アンテナ反
射鏡２１から設計値であるアンテナ放射パターンが放
射される。アンテナ反射鏡が変形している場合には、ア
ンテナ反射鏡２２からアンテナ放射パターンが放射さ
れる。
ステムの第１実施例の構成を示す（請求項３）。図にお
いて、２１はアンテナ反射鏡、２２は変形したアンテナ
反射鏡、２３は複数の給電装置、２４は複数の位相器、
２５は複数の減衰器である。各位相器２４および各減衰
器２５の設定に応じて各給電装置２３から放射された電
波はアンテナ反射鏡２１（２２）によって反射される。
アンテナ反射鏡が変形していない場合には、アンテナ反
射鏡２１から設計値であるアンテナ放射パターンが放
射される。アンテナ反射鏡が変形している場合には、ア
ンテナ反射鏡２２からアンテナ放射パターンが放射さ
れる。
【００１５】変形したアンテナ反射鏡２２で反射された
電波は複数の地上局１３に受信され、その位相および振
幅が測定される。各地上局の位置情報とともに受信信号
の位相および振幅が演算処理部１４に伝送される。演算
処理部１４は、これらの情報を用いてアンテナ放射パタ
ーンを求める。なお、位相情報が得られない場合に
は、文献（J.R.Fienup,"Phase retrieval algorithms",
Applied Optics Vol.21,No.15,August 1982,pp.2758-27
69）に示す位相推定法でアンテナ放射パターンを推定す
ることができる。したがって、各地上局１３では少なく
とも受信信号の受信電界強度（振幅）を測定できればよ
く、通常の移動機を地上局１３として利用することがで
きる。
電波は複数の地上局１３に受信され、その位相および振
幅が測定される。各地上局の位置情報とともに受信信号
の位相および振幅が演算処理部１４に伝送される。演算
処理部１４は、これらの情報を用いてアンテナ放射パタ
ーンを求める。なお、位相情報が得られない場合に
は、文献（J.R.Fienup,"Phase retrieval algorithms",
Applied Optics Vol.21,No.15,August 1982,pp.2758-27
69）に示す位相推定法でアンテナ放射パターンを推定す
ることができる。したがって、各地上局１３では少なく
とも受信信号の受信電界強度（振幅）を測定できればよ
く、通常の移動機を地上局１３として利用することがで
きる。
【００１６】演算処理部１４では得られたアンテナ放射
パターンから、給電点におけるパターンの共役である励
振分布を与える共役複素整合法 (Dah-Weih Duan and Ya
hyaRahamat-Samii, " Reflector Surface Distortion C
ompensaition a DiffractSynthesis Methodology", 199
3 IEEE AS-S Symposium, Vol.1,pp.242-245）のアルゴ
リズムで、アンテナ鏡面変形を補正するための励振係数
を求める。この励振係数で位相器２４および減衰器２５
を所定の値に調整することにより、アンテナ鏡面変形が
間接的に補正され、設計値のアンテナ放射パターンを
得ることができる。
パターンから、給電点におけるパターンの共役である励
振分布を与える共役複素整合法 (Dah-Weih Duan and Ya
hyaRahamat-Samii, " Reflector Surface Distortion C
ompensaition a DiffractSynthesis Methodology", 199
3 IEEE AS-S Symposium, Vol.1,pp.242-245）のアルゴ
リズムで、アンテナ鏡面変形を補正するための励振係数
を求める。この励振係数で位相器２４および減衰器２５
を所定の値に調整することにより、アンテナ鏡面変形が
間接的に補正され、設計値のアンテナ放射パターンを
得ることができる。
【００１７】図３は、本発明のアンテナ鏡面変形補正シ
ステムの第２実施例の構成を示す（請求項４）。図にお
いて、２１はアンテナ反射鏡、２２は変形したアンテナ
反射鏡、２３は給電装置、３１はアンテナ反射鏡の鏡面
形状を変化させる鏡面駆動装置である。給電装置２３か
ら放射された電波はアンテナ反射鏡２１（２２）によっ
て反射される。
ステムの第２実施例の構成を示す（請求項４）。図にお
いて、２１はアンテナ反射鏡、２２は変形したアンテナ
反射鏡、２３は給電装置、３１はアンテナ反射鏡の鏡面
形状を変化させる鏡面駆動装置である。給電装置２３か
ら放射された電波はアンテナ反射鏡２１（２２）によっ
て反射される。
【００１８】ここで、変形したアンテナ反射鏡２２で反
射された電波は複数の地上局１３に受信され、その受信
電界強度（および位相）が測定される。各地上局の位置
情報とともに受信電界強度（および位相）が演算処理部
１４に伝送される。演算処理部１４では、これらの情報
を用いてアンテナ放射パターンを求め、さらに得られ
たアンテナ放射パターンを逆フーリエ変換してその位
相成分を取り出し、アンテナ反射鏡開口面での位相分布
を求める電波ホログラフィーのアルゴリズム（Yahya Ra
hamat-Samii, " Surface disugn of large reflector a
ntennas usingholographic metrology An itrative app
roach", Radio Science,Vol.19,No.5,pp.1205-1217）を
用いて変形したアンテナ反射鏡２２の形状を求める。演
算処理部１４は、続いて初期の鏡面形状からの変形分を
算出し、その変形分を補償するように鏡面駆動装置３１
を駆動して元の形状（アンテナ反射鏡２１の状態）に制
御する。これにより、アンテナ鏡面変形が補正され、設
計値のアンテナ放射パターンを得ることができる。
射された電波は複数の地上局１３に受信され、その受信
電界強度（および位相）が測定される。各地上局の位置
情報とともに受信電界強度（および位相）が演算処理部
１４に伝送される。演算処理部１４では、これらの情報
を用いてアンテナ放射パターンを求め、さらに得られ
たアンテナ放射パターンを逆フーリエ変換してその位
相成分を取り出し、アンテナ反射鏡開口面での位相分布
を求める電波ホログラフィーのアルゴリズム（Yahya Ra
hamat-Samii, " Surface disugn of large reflector a
ntennas usingholographic metrology An itrative app
roach", Radio Science,Vol.19,No.5,pp.1205-1217）を
用いて変形したアンテナ反射鏡２２の形状を求める。演
算処理部１４は、続いて初期の鏡面形状からの変形分を
算出し、その変形分を補償するように鏡面駆動装置３１
を駆動して元の形状（アンテナ反射鏡２１の状態）に制
御する。これにより、アンテナ鏡面変形が補正され、設
計値のアンテナ放射パターンを得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、地上局で
アンテナ放射パターンを測定することにより、衛星に搭
載されたアンテナ反射鏡の鏡面形状を測定することがで
きる。しかも、重力や温度環境の異なる地上での測定と
異なり、衛星軌道上の実用環境でのアンテナ鏡面形状を
測定することが可能となる。
アンテナ放射パターンを測定することにより、衛星に搭
載されたアンテナ反射鏡の鏡面形状を測定することがで
きる。しかも、重力や温度環境の異なる地上での測定と
異なり、衛星軌道上の実用環境でのアンテナ鏡面形状を
測定することが可能となる。
【００２０】このようにして測定されたアンテナ反射鏡
の鏡面形状に応じて、衛星搭載アンテナの給電分布を制
御することにより、あるいは衛星搭載アンテナを直接変
形することにより、アンテナ反射鏡の変形分を補償した
アンテナ放射パターンを得ることができる。
の鏡面形状に応じて、衛星搭載アンテナの給電分布を制
御することにより、あるいは衛星搭載アンテナを直接変
形することにより、アンテナ反射鏡の変形分を補償した
アンテナ放射パターンを得ることができる。
【図１】本発明のアンテナ鏡面変形補正方法の基本手順
を示す図。
を示す図。
【図２】本発明のアンテナ鏡面変形補正システムの第１
実施例の構成を示す図。
実施例の構成を示す図。
【図３】本発明のアンテナ鏡面変形補正システムの第２
実施例の構成を示す図。
実施例の構成を示す図。
【図４】従来のアンテナ鏡面変形補正システムを示す
図。
図。
【符号の説明】 １１ 衛星 １２ 照射ビーム １３ 地上局 １４ 演算処理部 ２１ アンテナ反射鏡 ２２ 変形したアンテナ反射鏡 ２３ 給電装置 ２４ 位相器 ２５ 減衰器 ３１ 鏡面駆動装置
Claims (4)
- 【請求項１】 衛星搭載アンテナから放射された信号を
複数の地上局で受信してアンテナ放射パターンを測定
し、そのアンテナ放射パターンに基づいて衛星搭載アン
テナの給電分布を制御し、アンテナ鏡面変形によるアン
テナ放射パターンの劣化を補償することを特徴とするア
ンテナ鏡面変形補正方法。 - 【請求項２】 衛星搭載アンテナから放射された信号を
複数の地上局で受信してアンテナ放射パターンを測定
し、そのアンテナ放射パターンから所定の計算によりア
ンテナ鏡面形状を求め、その変形分を補償する変形を衛
星搭載アンテナに与えることを特徴とするアンテナ鏡面
変形補正方法。 - 【請求項３】 給電分布を調整する手段を含み、その給
電分布に応じたアンテナ放射パターンが設定される衛星
搭載アンテナと、 前記衛星搭載アンテナから放射された信号を受信して受
信電界強度を測定する複数の地上局と、 前記各地上局で測定された受信電界強度および各地上局
の位置情報を用いてアンテナ放射パターンを求め、その
アンテナ放射パターンからアンテナ鏡面変形に応じたパ
ターン劣化を検出し、それを補償するように前記衛星搭
載アンテナの給電分布を制御する手段とを備えたことを
特徴とするアンテナ鏡面変形補正システム。 - 【請求項４】 アンテナ鏡面形状を変形させる手段を含
み、そのアンテナ鏡面形状に応じたアンテナ放射パター
ンが設定される衛星搭載アンテナと、 前記衛星搭載アンテナから放射された信号を受信して受
信電界強度を測定する複数の地上局と、 前記各地上局で測定された受信電界強度および各地上局
の位置情報を用いてアンテナ放射パターンを求め、その
アンテナ放射パターンから所定の計算により対応するア
ンテナ鏡面形状を求め、その変形分を補償する変形を前
記衛星搭載アンテナに与える手段とを備えたことを特徴
とするアンテナ鏡面変形補正システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3870794A JPH07249934A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | アンテナ鏡面変形補正方法および補正システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3870794A JPH07249934A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | アンテナ鏡面変形補正方法および補正システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07249934A true JPH07249934A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12532796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3870794A Pending JPH07249934A (ja) | 1994-03-09 | 1994-03-09 | アンテナ鏡面変形補正方法および補正システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07249934A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2648281A1 (fr) * | 2012-04-06 | 2013-10-09 | Thales | Réflecteur d'antenne reconfigurable |
| WO2020049613A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置、通信装置及び電磁波観測装置 |
| CN115345053A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-15 | 中国科学院上海天文台 | 一种天线主反射面变形实时监测方法及系统 |
-
1994
- 1994-03-09 JP JP3870794A patent/JPH07249934A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2648281A1 (fr) * | 2012-04-06 | 2013-10-09 | Thales | Réflecteur d'antenne reconfigurable |
| FR2989229A1 (fr) * | 2012-04-06 | 2013-10-11 | Thales Sa | Reflecteur d'antenne reconfigurable en service |
| US9368876B2 (en) | 2012-04-06 | 2016-06-14 | Thales | In-service reconfigurable antenna reflector |
| WO2020049613A1 (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 三菱電機株式会社 | アンテナ装置、通信装置及び電磁波観測装置 |
| CN115345053A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-15 | 中国科学院上海天文台 | 一种天线主反射面变形实时监测方法及系统 |
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