JPS61200729A - 交差偏波補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【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ばんする高周波
信号が降雨などの非対称な媒体によって生じる交差偏波
を自動的に補償する装置に胸するものである。

〔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
要因をもつ伝ば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凶は、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、細円偏波とな
り、９０°位相差板（２）と１８０°位相差板（３）を
通過したあと、端子圓におけるＸ軸成分と、ｙ軸成分を
偏分波器（４）により分波し、それぞれの成分を端子（
１１，ＣＡＪに出力する。又、これらの成分の一部を結
合器＜５）ｉ８）により、追尾受信機（９）に供給する
。この時端子（４）に出力される混信成分を零とし、端
子ｕ９にのみ直線偏波出力を得ようとすれば、受信機入
力端子口を基準入力、ｏＱ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ａηに誤差振幅情報を持つ
同相成分が出力され、端子（ト）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Ｑ［）、（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１８
０°　位相差板（３）が回転し、安定位置に達した時に
は、端子口の混信成分が消滅する。これは９０°位相差
＆　（２）が、端子口の入射橘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α４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）〜（イ）は第４図と同じである
。

ぐυは群分波器、（４）は９０’位相差板、（２）は１
８００位相差板、曽は偏分波器、四、（７）は駆動機構
、ψノ、（ト）はサーボ増幅回路であり、受信系と同じ
機能を持っている。（至）〜（財）は端子である。送信
系においては、端子−に正旋偏波として搬送波信号を入
力し、かつ端子−に搬送波抑圧変調した逆旅偏波信号を
入力してアンテナ（１）より衛星に送信すると、伝ばん
路における降雨等の非対称要・因により、逆旅偏波信号
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内に示すアンテナ（１）で受信される。

この場合送信系のアップリンクにおける混１言１よ、端
子（至）において搬送波に混は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
単一チャネル追尾受信機ｃｂ’に、て検波すると、受信
系と全く同じように端子■に誤差振幅情報をもつ同相成
分が出力され、端子助に誤差位相情報を持つ直交成分が
出力される。よって、これらの誤差信号により９０°位
相元板−と１８０°位相差板＠を駆動し、誤差を零とし
たと、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
イロット制御方式と呼ぶ。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
ップリンクの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ｍ償状態における９０’位相差板（２）と１８００　
位相差板（３）の設定角度より推定演算回路６υ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■と１８０°位相差
板Ｑ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
膜定角度からダウンリンク系に鋤く降雨のキャンティン
グ角と異方性位相推移Ｉｔ　（ＤＰＳ＝＝Ｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔｉａｌ　Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ）を演算し、こ
の演算値からアップリンク系に働く降雨のキャンティン
グ角とＤＰＳを推定（降雨のキャンティング角とＵＰＳ
はダウンリンク系とアッ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’位相差板四と１８
０°位相差板Ｑの設定角度を求めるものである。測位相
差板り。

（２）よりの現在の実設定角度と上記演算指令角度との
誤差信号を端子襖、−に出力し、これをサーボ増幅器（
ロ）、＠により制御増幅して９０°位相差板（２）と１
８００位相差板（２）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、
システムの信頼性を上げる場合などにおいて併用するこ
とがある。四は上記パイロッ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（ロ）、＠と
端子口、　ＩＣＩ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した問題点〕

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、パイロッ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、パイロット方式から
推定制御方式に切り替える場合には、地球局アンテナの
持つ橢円偏波差特性やＸＰＤの相関関係の精度などによ
り、パイロッ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、切替時に太
き（動く場合がある。この時９０°位相差板四と１８０
゜位相差板骨が第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°位相差板翰と１８０°位相差板
□□□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枚の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した
。

〔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ッ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ップリンク系の
一方の位相差板を徐々に動かしながら、そのときのＸＰ
Ｄ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ＫＭ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）〜−は、第５図に示すものと同一で
ある。

（ロ）は、切替駆動制御回路であり、推定演算回路６υ
より、端子−，に）にそれぞれ１８０°位相差板＠と９
０’位相差板■の実設定角度が入力され、端子（ロ）。

−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ｍ、　ｗ、　ａｌ）には、パイロット制御方
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−は、端子６υの切替信号により、推
定制御方式に切替わると、まず端子−η、祷の円偏波比
とチルト角情報によりＸＰＤ劣化が最小となる９０°位
相差板（イ）と１８０°位相差板（至）の設定角度を演
算し、端子に）、−の実設定角度との誤差を端子−，Ｑ
に出力する。これにより測位相差設定に）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（６）、四
の誤差角度信号をそのまま端子Ｍ、　ｃＱに出力し、位
相差板を制御する。

第１図において、端子（至）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としたと
、これらは第（１）式により表わされる。

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 伝ばん路の降雨等の影−による送出調波の偏波状態に対
して、９０６位相差板翰δ１８００位相差板脅の設定角
度による交差偏波補償後のＸＰＤは、第２但し θ：　９００位相差板設定角度 Ｆ　：　１８０°位相差板設定角度 ここで、例えば、パイロット制御時には、降雨等による
ＸＰＤ劣化を完全に補償していたとしたと、その時の偏
波状態は、両値相差板（２）、脅の角度よ制御方式を切
替えた時、駆動中に偏波状態が変化しないものとしたと
（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（
２）を少しずつ駆動しながら１８０°位相差板口を、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°位相差板四
の角度は第（４）式にて求められる。

このようにして、第（３）式で求められる（［）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ｒが得られる。そしてθが推定演算設
定値に一致した時、Ｖ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８凶に一例として、パイロット制御から推定制御に切
替えた時のアッ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１）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、パイロッ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ってい
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ばん路による
偏波状態を示しているので、第（４）式に入力する（−
ｉｌ−）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°位相差板と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、アップリン
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
示すブロック図、第２図は第１図に示す実施例において
パイロット制御から推定制御の切替動作を説明する図、
第８図は第１因に示す実施例においてパイロット制御か
ら推定制御に切替えた時の位相差板とＸＰＤの変化を示
すタイムチャート、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ック図、第５図は従来の交差
偏波補償装置を示すブロック図、第６図は従来装置にお
いてパイロッ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ット制御から推定
制御に切替えた時のＸＰＤの劣化を示すタイムチャート
である。 図において、（２）＠は９０°位相差板、（３）　（４
は１８０゜位相差板、（６）　（７）　＠ｊに）は駆動
機構、（９）叫は追尾受信機、α０α１）＠（ト）はサ
ーボ増幅回路、６υは推定演算回路、図は切替駆動制御
回路である。図中、同一符号は同一、又は相当部分を示
す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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ップリ
   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ップリ
   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、アッ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
   アッ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ッ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. （２）ダウンリンク系とアップリンク系の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
   。