JPS6365908B2 - - Google Patents
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- JPS6365908B2 JPS6365908B2 JP55024329A JP2432980A JPS6365908B2 JP S6365908 B2 JPS6365908 B2 JP S6365908B2 JP 55024329 A JP55024329 A JP 55024329A JP 2432980 A JP2432980 A JP 2432980A JP S6365908 B2 JPS6365908 B2 JP S6365908B2
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- retardation plate
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- angular error
- polarization
- phase difference
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
- G01S13/68—Radar-tracking systems; Analogous systems for angle tracking only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は目標の発する電波を受信するアンテ
ナを用いて、アンテナの指向方向と目標の方向と
の指向角度誤差を検出する角度誤差検出装置に関
するものである。
ナを用いて、アンテナの指向方向と目標の方向と
の指向角度誤差を検出する角度誤差検出装置に関
するものである。
従来このような角度誤差検出装置は目標の発す
る偏波が円偏波の場合とか直線偏波の場合のよう
に定まつている場合には比較的簡単な方法があ
り、すでに多く実用に供せられている。しかしな
がら目標の発する偏波が任意偏波でかつ時間とと
もにその橢円偏波率や偏波の傾きが変化する場合
の角度誤差検出装置が、近年の直交する２偏波を
用いた周波数再利用通信方式の実用化の上で障害
となつている降雨時の伝ぱん路での交差偏波補償
方式の実用化等にともなつて必要になつてきた。
る偏波が円偏波の場合とか直線偏波の場合のよう
に定まつている場合には比較的簡単な方法があ
り、すでに多く実用に供せられている。しかしな
がら目標の発する偏波が任意偏波でかつ時間とと
もにその橢円偏波率や偏波の傾きが変化する場合
の角度誤差検出装置が、近年の直交する２偏波を
用いた周波数再利用通信方式の実用化の上で障害
となつている降雨時の伝ぱん路での交差偏波補償
方式の実用化等にともなつて必要になつてきた。
第１図は従来のこの種の角度誤差検出装置の一
例である。第１図において目標よりの信号はアン
テナ１で受信され、角度誤差を検出するための２
つの高次モード結合器２，３により円形導波管内
に励起する高次モード成分のみを取出す。このと
き２つの高次モード結合器２と３とは互いに直交
関係にある高次モード結合器で例えばTE゜01モー
ド結合器２及びTM゜01モード結合器３を用いる。
なお基本モード成分は高次モード結合器２，３を
素通りして偏波変換器４及び５により偏波の形、
偏波面を変換する。この例では偏波変換器として
90゜位相差板４180゜位相差板５を用いる。偏波変
換された信号は偏分波器６によつて、直交する２
つの偏波成分EXC、EYCに分離される。ここにEXC
は主偏波成分、EYCは直交偏波成分である。EXCは
位相検波器（以下PSDと呼ぶ）７ループフイル
タ８及び電圧制御発振器（以下VCOと呼ぶ）９
により、いわゆる位相同期ループ（以下PLLと
呼ぶ）を構成し、VCO９の出力がEXCと90゜位相
が異なる状態に保持されるようにする。一方EYC
をPSD１７でVCO９の出力で検波し増幅器１８
を介してモータ１９により前記偏波変換器５を駆
動すると同時に歯車箱２０を介して偏波変換器４
を駆動する。
例である。第１図において目標よりの信号はアン
テナ１で受信され、角度誤差を検出するための２
つの高次モード結合器２，３により円形導波管内
に励起する高次モード成分のみを取出す。このと
き２つの高次モード結合器２と３とは互いに直交
関係にある高次モード結合器で例えばTE゜01モー
ド結合器２及びTM゜01モード結合器３を用いる。
なお基本モード成分は高次モード結合器２，３を
素通りして偏波変換器４及び５により偏波の形、
偏波面を変換する。この例では偏波変換器として
90゜位相差板４180゜位相差板５を用いる。偏波変
換された信号は偏分波器６によつて、直交する２
つの偏波成分EXC、EYCに分離される。ここにEXC
は主偏波成分、EYCは直交偏波成分である。EXCは
位相検波器（以下PSDと呼ぶ）７ループフイル
タ８及び電圧制御発振器（以下VCOと呼ぶ）９
により、いわゆる位相同期ループ（以下PLLと
呼ぶ）を構成し、VCO９の出力がEXCと90゜位相
が異なる状態に保持されるようにする。一方EYC
をPSD１７でVCO９の出力で検波し増幅器１８
を介してモータ１９により前記偏波変換器５を駆
動すると同時に歯車箱２０を介して偏波変換器４
を駆動する。
一方高次モード結合器２及び３よりの高次モー
ド成分は直交偏波合成器３３により合成され、位
相差板４，５と同等の偏波変換器３４，３５を通
つて、偏分波器３６で２つの直交成分EXD及びEYD
に分波しこれらをPSD３７及び４７により、
VCO９の出力あるいはそれを90゜移相器１０によ
り90゜移相したものを用いて同期検波しこれを低
域ろ波器３８及び４８にて直流成分のみを取出す
ことにより２つの角度誤差電圧ΔX，ΔYを得る。
ド成分は直交偏波合成器３３により合成され、位
相差板４，５と同等の偏波変換器３４，３５を通
つて、偏分波器３６で２つの直交成分EXD及びEYD
に分波しこれらをPSD３７及び４７により、
VCO９の出力あるいはそれを90゜移相器１０によ
り90゜移相したものを用いて同期検波しこれを低
域ろ波器３８及び４８にて直流成分のみを取出す
ことにより２つの角度誤差電圧ΔX，ΔYを得る。
以上の動作を算式を用いて以下説明する。
第２図はこのような角度誤差検出装置を用いる
場合の目標と本装置を備えた追尾アンテナ及び偏
波の関係を示す図であり、図中Ｅは本装置を備え
た追尾アンテナ、Ｔは目標であり、Ｔを含む面内
に追尾アンテナＥのビームの中心方向とこの面の
交点Ｏを原点とする座標系XYを想定する。なお
EO→とＥＴ→とのなす角度Δθが追尾アンテナの角度
誤差、φが角度誤差の向きと、Ｘ軸方向との傾き
を示す角度、到来偏波の形が図のようであるとき
Emaxはだ円偏波の長軸電界、Eminは同軸短軸
電界であり角度αはEmaxの方向のＸ軸よりの傾
き角度である。
場合の目標と本装置を備えた追尾アンテナ及び偏
波の関係を示す図であり、図中Ｅは本装置を備え
た追尾アンテナ、Ｔは目標であり、Ｔを含む面内
に追尾アンテナＥのビームの中心方向とこの面の
交点Ｏを原点とする座標系XYを想定する。なお
EO→とＥＴ→とのなす角度Δθが追尾アンテナの角度
誤差、φが角度誤差の向きと、Ｘ軸方向との傾き
を示す角度、到来偏波の形が図のようであるとき
Emaxはだ円偏波の長軸電界、Eminは同軸短軸
電界であり角度αはEmaxの方向のＸ軸よりの傾
き角度である。
第２図のような状態で第１図の角度誤差検出装
置を追尾アンテナに備えていると第１図の偏波変
換器４の入力部の電界EXA及びEYAは、 EXA＝Emaxcosγ−jEminsinγ EYA＝Emaxcosγ＋jEmincosγ ……〔1〕 で表わされる。ここにEXA、EYAは第２図Ｘ、Ｙ
座標をEO方向に平行移動したときのEXA、EYAを
定める点におけるＸ及びＹ成分の電界である。以
下EXB、EYB、EXC、EYC、EYDについても同様であ
る。これを偏波変換器４，５の角度をそれぞれα
及びβとしてEXC、EYC求めると〔２〕式を得る。
置を追尾アンテナに備えていると第１図の偏波変
換器４の入力部の電界EXA及びEYAは、 EXA＝Emaxcosγ−jEminsinγ EYA＝Emaxcosγ＋jEmincosγ ……〔1〕 で表わされる。ここにEXA、EYAは第２図Ｘ、Ｙ
座標をEO方向に平行移動したときのEXA、EYAを
定める点におけるＸ及びＹ成分の電界である。以
下EXB、EYB、EXC、EYC、EYDについても同様であ
る。これを偏波変換器４，５の角度をそれぞれα
及びβとしてEXC、EYC求めると〔２〕式を得る。
EXC＝−Emaxsim(α-2β)sim(α-γ)
＋Emincos(α-2β)sin(α-γ)
−jEmaxcos(α-2β)cos(α-γ)
＋jEminsin(α-2β)cos(α-γ)
EYC＝−Emaxcos(α-2β)sin(α-γ)
−Eminsin(α-2β)sin(α-γ)
−jEmaxsin(α-2β)cos(α-γ)
＋jEmincos(α-2β)cos(α-γ) 〔2〕
第１図を直線偏波受信用とする場合には、歯車
箱２０によりα＝2βの関係を与えることにより、
PSD１７増幅器１８及びモータ１９によつて自
動的にα＝γとなる制御がなされる。このとき EXC＝−jEmax EYC＝jEmin 〔3〕 となる。
箱２０によりα＝2βの関係を与えることにより、
PSD１７増幅器１８及びモータ１９によつて自
動的にα＝γとなる制御がなされる。このとき EXC＝−jEmax EYC＝jEmin 〔3〕 となる。
一方高次モード結合器２，３で取出される角度
誤差信号は直交偏波合成器３３で合成されてEXB、
EYBとなるが、これらはΔθが小さいときは EXB＝kΔθ｛Emaxcos（γ−ψ） −jEminsin（γ−φ）｝ EYC＝kΔθ｛Emaxsin（γ−ψ） −jEminsin（γ−φ）｝ 〔4〕 と表わされる。ただしｋは比例定数である。
誤差信号は直交偏波合成器３３で合成されてEXB、
EYBとなるが、これらはΔθが小さいときは EXB＝kΔθ｛Emaxcos（γ−ψ） −jEminsin（γ−φ）｝ EYC＝kΔθ｛Emaxsin（γ−ψ） −jEminsin（γ−φ）｝ 〔4〕 と表わされる。ただしｋは比例定数である。
偏波変換器３４及び３５は４及び５と同じ角度
であり、それぞれα及びβであるから、α＝2β
かつα＝γという条件を与えると偏分波器３６の
出力EXD、EYDは〔５〕式で表わされる。
であり、それぞれα及びβであるから、α＝2β
かつα＝γという条件を与えると偏分波器３６の
出力EXD、EYDは〔５〕式で表わされる。
EXD＝kΔθ｛−Eminsinψ−jEmaxcosψ｝
EYD＝kΔθ｛−Eminsinψ＋jEmaxcosψ｝〔5〕
したがつて〔３〕式のEXCを基準として、EXDの
うちのEXCと同相分のみをPSD３７で検波すると
ΔXとして ΔX＝Re（EXD／EXC）＝kΔθcosψ ……〔６〕 を得る。
うちのEXCと同相分のみをPSD３７で検波すると
ΔXとして ΔX＝Re（EXD／EXC）＝kΔθcosψ ……〔６〕 を得る。
同様にEYDのうちのEXCと直交成分のみをPSD４
７で検波するとΔYとして ΔY＝Im（−EYD／EXC）＝kΔθsinψ ……〔７〕 を得る。
７で検波するとΔYとして ΔY＝Im（−EYD／EXC）＝kΔθsinψ ……〔７〕 を得る。
〔６〕式及び〔７〕式で与えられるΔX，ΔY
は第２図からもわかるように角度誤差ΔθのＸ方
向及びＹ方の成分を表わすものとなつている。
は第２図からもわかるように角度誤差ΔθのＸ方
向及びＹ方の成分を表わすものとなつている。
次に第１図を円偏波受信用として用いる場合は
偏波変換器４，５，３４，３５は駆動せず固定し
ておき、α＝−π／４、β＝０とする。
偏波変換器４，５，３４，３５は駆動せず固定し
ておき、α＝−π／４、β＝０とする。
このとき
となる。
したがつて
EXD／EXC＝kΔθe-j〓＝kΔθ（cosψ−jsinψ）〔
10〕 となり、EXDをEXCを基準としてPSD３７及び４
７で検波することによりΔX，ΔYとして ΔX＝ReEXD／EXC＝kΔθcosψ 〔11〕 ΔY＝Im−EXD／EXC＝kΔθsinψ を得ることができる。
10〕 となり、EXDをEXCを基準としてPSD３７及び４
７で検波することによりΔX，ΔYとして ΔX＝ReEXD／EXC＝kΔθcosψ 〔11〕 ΔY＝Im−EXD／EXC＝kΔθsinψ を得ることができる。
このとき第１図のスイツチ４１は図に示されて
いるように接続され、直線偏波の場合はEYD側に
接続される。
いるように接続され、直線偏波の場合はEYD側に
接続される。
以上のように第１図の方式では到来偏波の状態
によつて角度誤差検出回路を適当に切換えてやる
ことにより角度誤差電圧ΔX及びΔYを得ること
ができる。第１図に示したものでは円偏波の場合
と直線偏波の場合とで装置の構成を切換えること
が必要であり、このために到来偏波の変化の激し
い場合には操作が複雑となるだけでなく受信をつ
ねに良好な状態に保ち得ない欠点があつた。
によつて角度誤差検出回路を適当に切換えてやる
ことにより角度誤差電圧ΔX及びΔYを得ること
ができる。第１図に示したものでは円偏波の場合
と直線偏波の場合とで装置の構成を切換えること
が必要であり、このために到来偏波の変化の激し
い場合には操作が複雑となるだけでなく受信をつ
ねに良好な状態に保ち得ない欠点があつた。
すなわちEXCに到来偏波のうち全成分を取り出
すことができないという欠点があつた。例えば右
旋円偏波を受信する状態で左旋円偏波が到来する
とEXC＝０という場合が生じ〔８〕式において
Emax＝−Eminとなる）受信不能となる可能性
がある。
すことができないという欠点があつた。例えば右
旋円偏波を受信する状態で左旋円偏波が到来する
とEXC＝０という場合が生じ〔８〕式において
Emax＝−Eminとなる）受信不能となる可能性
がある。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、任意の到来偏波に
対して適切に偏波変換器を制御すると同時にそれ
によつて生じる角度誤差信号への影響を取除くこ
とによつて、つねに良好な受信状態を保ちながら
安定な角度誤差電圧を得る角度誤差検出装置を提
供することを目的とする。
去するためになされたもので、任意の到来偏波に
対して適切に偏波変換器を制御すると同時にそれ
によつて生じる角度誤差信号への影響を取除くこ
とによつて、つねに良好な受信状態を保ちながら
安定な角度誤差電圧を得る角度誤差検出装置を提
供することを目的とする。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第３図において、第１図と同じ番号を付した
ものは同じ機能を有するものであり、基本モード
成分をEXCに取出し、これに対してPLLを構成し
てEXCと同期して90゜の位相差を有する信号を
VCO９の出力として得る。
る。第３図において、第１図と同じ番号を付した
ものは同じ機能を有するものであり、基本モード
成分をEXCに取出し、これに対してPLLを構成し
てEXCと同期して90゜の位相差を有する信号を
VCO９の出力として得る。
この発明では任意偏波を有する到来波を90゜位
相差板４と180゜位相差板５の遅れ面（以下遅相面
と呼ぶ）を、偏分波器の交差偏波端子出力EYCが
最小になるように、それぞれ独立にPSD１７及
び２７の出力を増幅器１８及び２８を介してモー
タ１９及び２０にて回転制御することにより偏波
損失の少ない基準信号EXCを得る。
相差板４と180゜位相差板５の遅れ面（以下遅相面
と呼ぶ）を、偏分波器の交差偏波端子出力EYCが
最小になるように、それぞれ独立にPSD１７及
び２７の出力を増幅器１８及び２８を介してモー
タ１９及び２０にて回転制御することにより偏波
損失の少ない基準信号EXCを得る。
以下第３図の動作原理について詳述する。
EXC及びEYCの前述の一般式〔２〕においての式
を簡単化するために Emax＝Ecosδ 〔12〕 Emin＝Esinδ とおくと EXC＝Ｅ｛−sin(α-γ)sin(α-2β-δ) −jcos(α-γ)cos(α-2β+δ)｝ EYC＝Ｅ｛−sin(α-γ)cos(α-2β-δ) ＋jcos(α-γ)sin(α-2β-δ)｝ 〔13〕 を得る。
を簡単化するために Emax＝Ecosδ 〔12〕 Emin＝Esinδ とおくと EXC＝Ｅ｛−sin(α-γ)sin(α-2β-δ) −jcos(α-γ)cos(α-2β+δ)｝ EYC＝Ｅ｛−sin(α-γ)cos(α-2β-δ) ＋jcos(α-γ)sin(α-2β-δ)｝ 〔13〕 を得る。
式〔13〕においてEXCを基準としてEYCを求める
と〔14〕式となる。
と〔14〕式となる。
EYC／EXC＝−cos2（α−2β）sin2δ−sin2（α−2β
）cos2δcos2（α−γ）−jsin2（α−γ）cos2δ／２
｛sin2（α−γ）sin2（α−2β−δ）−cos2（α−γ
）cos2（α−2β＋δ）｝〔14〕 式〔14〕において虚数部を０とする条件の一つ
にα＝γがあり、第３図においてPSD１７によ
りEXCと90゜位相差を有するVCO９の出力によつ
てEYCを検波して、この出力が０となるようにモ
ータ１９で偏波変換器４を駆動すれば、この条件
が満足される。α＝γとなると式〔14〕は EYC／EXC＝−sin2（α−2β＋δ）／２｛sin2（α−
γ）sin2（α−2β−δ）＋cos2（α−γ）−cos2（α
−2β＋δ）〔15〕 と変換される。したがつてPSD２７によりVCP
９出力を90゜移相器１０により90゜の位相差を与え
たもの、すなわちEXCと同位相の信号を用いてEYC
を検波し、これが０となるようにモータ２９によ
つて偏波変換器５を駆動すれば〔15〕式を０とす
る条件α−2β＋δ＝０が得られる。
）cos2δcos2（α−γ）−jsin2（α−γ）cos2δ／２
｛sin2（α−γ）sin2（α−2β−δ）−cos2（α−γ
）cos2（α−2β＋δ）｝〔14〕 式〔14〕において虚数部を０とする条件の一つ
にα＝γがあり、第３図においてPSD１７によ
りEXCと90゜位相差を有するVCO９の出力によつ
てEYCを検波して、この出力が０となるようにモ
ータ１９で偏波変換器４を駆動すれば、この条件
が満足される。α＝γとなると式〔14〕は EYC／EXC＝−sin2（α−2β＋δ）／２｛sin2（α−
γ）sin2（α−2β−δ）＋cos2（α−γ）−cos2（α
−2β＋δ）〔15〕 と変換される。したがつてPSD２７によりVCP
９出力を90゜移相器１０により90゜の位相差を与え
たもの、すなわちEXCと同位相の信号を用いてEYC
を検波し、これが０となるようにモータ２９によ
つて偏波変換器５を駆動すれば〔15〕式を０とす
る条件α−2β＋δ＝０が得られる。
α＝γ及びα−2β＋δ＝０の２つの条件が満
足されるとEXC＝−jEとなり到来波の基本モード
成分はすべてEXCの端子に得られ、当然のことな
がらEYC＝０となる。したがつて任意偏波の到来
波に対して基本的にはEXCにはつねに基本モード
成分の全電力が得られるので従来の方式の欠点が
なくなる。
足されるとEXC＝−jEとなり到来波の基本モード
成分はすべてEXCの端子に得られ、当然のことな
がらEYC＝０となる。したがつて任意偏波の到来
波に対して基本的にはEXCにはつねに基本モード
成分の全電力が得られるので従来の方式の欠点が
なくなる。
一方、目標物を追尾するための角度誤差信号回
路に用いている90゜位相差板３４と180゜位相差板
３５を基準信号回路90゜位相差板４と180゜位相差
板５とそれぞれ同一の角度に設定したのでは、任
意偏波の目標に対する角度誤差信号を容易には取
出せない。このため、90゜位相差板３４と180゜位
相差板３５を以下に示すように、特定の角度関係
に設定することにより任意偏波に対する自動追尾
を可能ならしめる。
路に用いている90゜位相差板３４と180゜位相差板
３５を基準信号回路90゜位相差板４と180゜位相差
板５とそれぞれ同一の角度に設定したのでは、任
意偏波の目標に対する角度誤差信号を容易には取
出せない。このため、90゜位相差板３４と180゜位
相差板３５を以下に示すように、特定の角度関係
に設定することにより任意偏波に対する自動追尾
を可能ならしめる。
第２図に示す到来偏波は第３図のａ点でも同様
の状態を保つている。第４図はａ点での橢円偏波
をCCW回転の円偏波７１とCW回転の円偏波７
２に分解したものである。
の状態を保つている。第４図はａ点での橢円偏波
をCCW回転の円偏波７１とCW回転の円偏波７
２に分解したものである。
第４図においてCCW円偏波７１電界をE1a、
CW円偏波７２電界７２をE2aとすれば、Ｘ軸か
らγの角度において E1a＝E1 E2a＝E2 (16) ここで E1＝（Emax＋Emin）/2 E2＝（Emax−Emin）/2 (17) 90゜位相差板４の設定角度（遅相面）αを α＝γ＋90゜ （18） とすれば、ｂ点での偏波状態は、７１は７３で示
す直線偏波E1bに、７２は７４で示す直線偏波
E2bに変換される。
CW円偏波７２電界７２をE2aとすれば、Ｘ軸か
らγの角度において E1a＝E1 E2a＝E2 (16) ここで E1＝（Emax＋Emin）/2 E2＝（Emax−Emin）/2 (17) 90゜位相差板４の設定角度（遅相面）αを α＝γ＋90゜ （18） とすれば、ｂ点での偏波状態は、７１は７３で示
す直線偏波E1bに、７２は７４で示す直線偏波
E2bに変換される。
E1b＝√2E1
E2b＝√2E2 (19)
ゆえに７３と７４は同相ゆえに、これの合成波
７５は直線偏波になる。７５をE〓bとすれば E〓b＝√２（2 1＋2 2 （20） であり、そのＸ軸からの傾き角γは γ＝γ−45゜＋ρ （21） ここで ρ＝tan-1（E2／E1） （22） となる。180゜位相差板５の設定角度βを β＝１／２γ＋90゜ （23） とすればＣ点での偏波は７６となりＸ軸に一致し
た直線偏波となる。第５図はCCW回転円偏波７
１とCW回転円偏波７２がＣ点で示す偏波状態を
描いたもので７１は７７に７２は７８となり、７
７と７８の合成波７６はＸ軸に一致した直線偏波
になることを示している。７６をE〓とすれば E〓＝√２（2 1＋2 2＝√2 nax＋2 nio （24） となる。E〓が角度基準信号であり、EXCに等しい。
７５は直線偏波になる。７５をE〓bとすれば E〓b＝√２（2 1＋2 2 （20） であり、そのＸ軸からの傾き角γは γ＝γ−45゜＋ρ （21） ここで ρ＝tan-1（E2／E1） （22） となる。180゜位相差板５の設定角度βを β＝１／２γ＋90゜ （23） とすればＣ点での偏波は７６となりＸ軸に一致し
た直線偏波となる。第５図はCCW回転円偏波７
１とCW回転円偏波７２がＣ点で示す偏波状態を
描いたもので７１は７７に７２は７８となり、７
７と７８の合成波７６はＸ軸に一致した直線偏波
になることを示している。７６をE〓とすれば E〓＝√２（2 1＋2 2＝√2 nax＋2 nio （24） となる。E〓が角度基準信号であり、EXCに等しい。
次に互に直交な高次モードをそれぞれ２と３で
検出し、直交偏波合成器３３で直交偏波合成する
と第６図の８１で示すCCW円偏波E1dと８２で示
すCW円偏波E2dに分解した偏波となる。第６図
において８１と８２はｄ点での偏波であり、Ｘ軸
からγ−ψ傾いた角度において E1d＝kΔθE1 E2d＝kΔθE2 (25) となる。
検出し、直交偏波合成器３３で直交偏波合成する
と第６図の８１で示すCCW円偏波E1dと８２で示
すCW円偏波E2dに分解した偏波となる。第６図
において８１と８２はｄ点での偏波であり、Ｘ軸
からγ−ψ傾いた角度において E1d＝kΔθE1 E2d＝kΔθE2 (25) となる。
90゜位相差板３４の設定角度α′を
α′＝α＋ρ （26）
とすれば、ｅ点では８１は８３の直線偏波E1e、
８２は８４の直線偏波E2eに変換される。E1eと
E2eは で示される位相と振幅をもつ。この８３と８４を
Ｘ軸からβ′の角度に設定された180゜位相差板３５
を通す。
８２は８４の直線偏波E2eに変換される。E1eと
E2eは で示される位相と振幅をもつ。この８３と８４を
Ｘ軸からβ′の角度に設定された180゜位相差板３５
を通す。
このとき β′＝β
とすれば、ｆ点の偏波状態は第７図のようにな
る。第７図において、８７は８３を、また８８は
８４をそれぞれ180゜位相差板３５により変換され
たものであり、８７をE1f、８８をE2fとすれば E1f＝E1d＝√２kΔθE1e-j(〓+〓) （28） E2f＝E2d＝√２kΔθE2ej(〓+〓) （29） である。
る。第７図において、８７は８３を、また８８は
８４をそれぞれ180゜位相差板３５により変換され
たものであり、８７をE1f、８８をE2fとすれば E1f＝E1d＝√２kΔθE1e-j(〓+〓) （28） E2f＝E2d＝√２kΔθE2ej(〓+〓) （29） である。
90゜位相差板５０を例えば90゜に設置（固定）す
ればｇ点では E1g＝E1f＝√２kΔθE1e-j(〓+〓) （30） E2g＝E2fe−-〓/2＝√２kΔθE2ej(〓+〓-〓/2)（3
1） このE1gとE2gはそれぞれＸ軸とＹ軸に一致し
た直線偏波であるので、偏分波器３６を45゜傾け
て となるように分波すれば となる。
ればｇ点では E1g＝E1f＝√２kΔθE1e-j(〓+〓) （30） E2g＝E2fe−-〓/2＝√２kΔθE2ej(〓+〓-〓/2)（3
1） このE1gとE2gはそれぞれＸ軸とＹ軸に一致し
た直線偏波であるので、偏分波器３６を45゜傾け
て となるように分波すれば となる。
式（34）よりEX′Dの実数部をPSD３７にて検波
し低域ろ波器３８を通すと を、式（35）よりEY′D虚数部をPSD４７にて検波
し低域ろ波器４８を通すと を得ることができる。すなわち、アンテナの角度
指向誤差方向ψに対して、式（36）はcooψに比
例し、式（37）sinψに比例した振幅、すなわちそ
れぞれＸ方向とＹ方向の誤差に比例した振幅を示
す制御用信号となる。
し低域ろ波器３８を通すと を、式（35）よりEY′D虚数部をPSD４７にて検波
し低域ろ波器４８を通すと を得ることができる。すなわち、アンテナの角度
指向誤差方向ψに対して、式（36）はcooψに比
例し、式（37）sinψに比例した振幅、すなわちそ
れぞれＸ方向とＹ方向の誤差に比例した振幅を示
す制御用信号となる。
ここで式（26）でのρは
ρ＝2β−γ−135゜ （38）
であり、αは式（18）、βは式（23）と式（21）
で示されるので、90゜位相差板３４の設定角度
α′は α′＝2β−45゜ （39） となる。すなわち、90゜位相差板３４は180゜位相
差板５の角度の２倍で、また180゜位相差板３５
は、５と１対１の回転角度関係で制御することに
より式（36）と37）に示す信号を得ることができ
る。
で示されるので、90゜位相差板３４の設定角度
α′は α′＝2β−45゜ （39） となる。すなわち、90゜位相差板３４は180゜位相
差板５の角度の２倍で、また180゜位相差板３５
は、５と１対１の回転角度関係で制御することに
より式（36）と37）に示す信号を得ることができ
る。
なお、第３図の固定の90゜位相差板５０と偏分
波器３６は、互の関係位置が45゜傾いた状態であ
るので、いわゆる円偏波発生器として動作してい
る。ゆえにこれの代りに、第８図に示すような構
成としても上に示したと同等の目的を達成するこ
とが可能である。第８図において３６は偏分波
器、５１はマジツクＴで代表されるいわゆる180゜
ハイブリツド、５２は90゜位相器である。
波器３６は、互の関係位置が45゜傾いた状態であ
るので、いわゆる円偏波発生器として動作してい
る。ゆえにこれの代りに、第８図に示すような構
成としても上に示したと同等の目的を達成するこ
とが可能である。第８図において３６は偏分波
器、５１はマジツクＴで代表されるいわゆる180゜
ハイブリツド、５２は90゜位相器である。
さらに、第３図の本発明の一実施例において、
角度誤差信号回路の90゜位相差板３４と180゜位相
差板３５を次に示す関係の角度に設定すれば、固
定の90゜位相差板５０は除くことが可能となる。
これは、固定の90゜位相差板５０は第５図に示す
７７と７８の偏波成分のうち、７８を90゜遅らせ
る機能を有するものである。このため、第３図に
おける90゜位相差板３４を式（26）あるいは式
（39）で示す角度よりも45゜余分に回転させれば、
すなわち α′＝2β （40） とすればｅ点での成分E1eとE2eは となる。次に180゜位相差板３５を β′＝β＋22.5゜ （42） になるような角度に設定すればｆ点での成分E1f
とE2fは E1f＝√２kΔθE1e-j(〓+〓+〓/4) （43） E2f＝√２kΔθE2ej(〓+〓+〓/4) （44） の位相と振幅をもつ、第７図の８７と８８に示す
ような直線偏波となる。この信号を45゜傾いた偏
分波器３６で となるよに分波すれば すなわち、式（24）のE〓を（−π／４）の位相
回路を通した信号でもつて式（36）と式（37）の
処理を施してΔXとΔYを得ることが可能である。
角度誤差信号回路の90゜位相差板３４と180゜位相
差板３５を次に示す関係の角度に設定すれば、固
定の90゜位相差板５０は除くことが可能となる。
これは、固定の90゜位相差板５０は第５図に示す
７７と７８の偏波成分のうち、７８を90゜遅らせ
る機能を有するものである。このため、第３図に
おける90゜位相差板３４を式（26）あるいは式
（39）で示す角度よりも45゜余分に回転させれば、
すなわち α′＝2β （40） とすればｅ点での成分E1eとE2eは となる。次に180゜位相差板３５を β′＝β＋22.5゜ （42） になるような角度に設定すればｆ点での成分E1f
とE2fは E1f＝√２kΔθE1e-j(〓+〓+〓/4) （43） E2f＝√２kΔθE2ej(〓+〓+〓/4) （44） の位相と振幅をもつ、第７図の８７と８８に示す
ような直線偏波となる。この信号を45゜傾いた偏
分波器３６で となるよに分波すれば すなわち、式（24）のE〓を（−π／４）の位相
回路を通した信号でもつて式（36）と式（37）の
処理を施してΔXとΔYを得ることが可能である。
以上のこの発明の実施例では、基準信号回路の
任意偏波受信に対処する偏波変換回路として、モ
ード結合器により近い側に90゜位相差板を設けそ
の後段に180゜位相差板を設ける構成であるが、第
９図のようにこの関係を逆にしても、上記と同様
に任意偏波受信に対処できる。第９図は第３図に
おける90゜位相差板４と180゜位相差板５の設置位
置を入れ換えた構成であり、同図においてEYCの
受信レベルが最小となる条件は、90゜位相差板４
の設定角度をα″、80゜位相差板５の設定角度を
β″とすれば、EYCが最小となる条件は α″＝ρ＋45゜ （48） β″＝１／２γ＋90゜ （49） となる。式（49）と式（23）から β＝β″ （50） ゆえに、第３図の誤差回路の90゜位相差板３４
と180゜位相差板３５の設定角度は前記いずれの実
施例でもβにのみ関係した量であるので、第９図
の３４と３５は第３図の３４と３５と同じ設定角
度でよいことは明らかである。
任意偏波受信に対処する偏波変換回路として、モ
ード結合器により近い側に90゜位相差板を設けそ
の後段に180゜位相差板を設ける構成であるが、第
９図のようにこの関係を逆にしても、上記と同様
に任意偏波受信に対処できる。第９図は第３図に
おける90゜位相差板４と180゜位相差板５の設置位
置を入れ換えた構成であり、同図においてEYCの
受信レベルが最小となる条件は、90゜位相差板４
の設定角度をα″、80゜位相差板５の設定角度を
β″とすれば、EYCが最小となる条件は α″＝ρ＋45゜ （48） β″＝１／２γ＋90゜ （49） となる。式（49）と式（23）から β＝β″ （50） ゆえに、第３図の誤差回路の90゜位相差板３４
と180゜位相差板３５の設定角度は前記いずれの実
施例でもβにのみ関係した量であるので、第９図
の３４と３５は第３図の３４と３５と同じ設定角
度でよいことは明らかである。
さらに第９図における５０，３６を第８図のよ
うに構成する方法でも、さらに、５０を省き、３
４と３５をそれぞれ式（40）と式（42）の関係式
のように設定しても同様の機能が得られることは
明らかである。
うに構成する方法でも、さらに、５０を省き、３
４と３５をそれぞれ式（40）と式（42）の関係式
のように設定しても同様の機能が得られることは
明らかである。
以上の実施例での角度誤差回路の90゜位相差板
３４と180゜位相差板３５はいずれも、基準信号回
路の180゜位相差板の回転角度と１対１あるいは１
対２の回転比でもよい。このような制御操作は歯
車等の機械的な連結、あるいはシンクロとモータ
等を用いた電気的な連結でもつて容易に実施でき
る。さらに90゜位相差板及び180゜位相差板の遅相
面の制御はいずれもモータにより回転させること
で説明しているが、フエライト素子を用いた位相
差板を用い、電気信号により遅相面の制御法も同
様に実施できる。
３４と180゜位相差板３５はいずれも、基準信号回
路の180゜位相差板の回転角度と１対１あるいは１
対２の回転比でもよい。このような制御操作は歯
車等の機械的な連結、あるいはシンクロとモータ
等を用いた電気的な連結でもつて容易に実施でき
る。さらに90゜位相差板及び180゜位相差板の遅相
面の制御はいずれもモータにより回転させること
で説明しているが、フエライト素子を用いた位相
差板を用い、電気信号により遅相面の制御法も同
様に実施できる。
以上のように、この発明によれば、角度誤差信
号回路の90゜位相差板を基準信号回路の180°位相
差板と１対２の回転比で制御するとともに、角度
誤差回路の180゜位相差板を基準信号回路の180゜位
相差板と１対１の回転比で制御するようにしたの
で、任意の偏波に対して効率よく受信しつつ正確
な角度誤差信号の検出を得ることができるので、
到来波の偏波変動の大きなロケツトや衛星などを
自動追尾するための角度誤差検出装置として用い
る場合に効果的である。
号回路の90゜位相差板を基準信号回路の180°位相
差板と１対２の回転比で制御するとともに、角度
誤差回路の180゜位相差板を基準信号回路の180゜位
相差板と１対１の回転比で制御するようにしたの
で、任意の偏波に対して効率よく受信しつつ正確
な角度誤差信号の検出を得ることができるので、
到来波の偏波変動の大きなロケツトや衛星などを
自動追尾するための角度誤差検出装置として用い
る場合に効果的である。
また降雨等により伝ぱん路で偏波状態が影響を
受けやすいような高い周波数帯に用いる場合にも
同様の効果が得られる。
受けやすいような高い周波数帯に用いる場合にも
同様の効果が得られる。
第１図は従来の角度誤差検出装置の一例を示す
系統図、第２図はこの発明の動作説明のための目
標と本装置を備えたアンテナとの位置関係を示す
概念図、第３図は本発明の一実施例を示す系統
図、第４図と第５図は本発明の動作説明のための
基準信号の偏波関係概念図、第６図と第７図は同
じく誤差信号の偏波関係概念図、第８図と第９図
は本発明の他の実施例を示す系統図である。 図中１は放射器、２，３は高次モード結合器、
４，３４は90゜位相差板、５，３５は180゜位相差
板、６，３６は偏分波器、７，１７，２７，３７
は位相検波器、８はループフイルタ、９は電圧制
御発振器、１０は90°位相器、３３は直交偏波合
成器である。なお図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
系統図、第２図はこの発明の動作説明のための目
標と本装置を備えたアンテナとの位置関係を示す
概念図、第３図は本発明の一実施例を示す系統
図、第４図と第５図は本発明の動作説明のための
基準信号の偏波関係概念図、第６図と第７図は同
じく誤差信号の偏波関係概念図、第８図と第９図
は本発明の他の実施例を示す系統図である。 図中１は放射器、２，３は高次モード結合器、
４，３４は90゜位相差板、５，３５は180゜位相差
板、６，３６は偏分波器、７，１７，２７，３７
は位相検波器、８はループフイルタ、９は電圧制
御発振器、１０は90°位相器、３３は直交偏波合
成器である。なお図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
Claims (1)
- １ 目標の発する電波を受信する装置の受信偏波
損失が最小となるようにその遅相面を制御される
第１の少なくとも１つの180゜位相差板と１つの
90゜位相差板を通過した導波管内の基本モードに
より基準信号を取り出し、かつ互に直交関係を有
する２つの高次モードを用いて角度誤差信号を取
り出して前記基準信号に同期した局部発振器出力
を用いて前記角度誤差信号を同期検波することに
よつて互いに直交する２つの角度誤差を検出する
角度誤差検出装置において、前記角度誤差信号を
取り出す回路が少なくとも前記直交関係を有する
２つの高次モードを取り出す高次モード検出器
と、前記２つの高次モード出力を直交関係を保つ
ように合成する回路と、その遅相面が回転可能な
第２の少なくとも１つの90゜位相差板と180゜位相
差板の継続接続された回路とこの回路に接続され
た固定の90゜位相差板とを備え、前記第２の90゜位
相差板を前記合成する回路側に設けるとともにそ
の遅相面を前記第１の180゜位相差板の遅相面の２
倍の角度関係で制御するとともに前記第２の180゜
位相差板の遅相面を前記第１の180゜位相差板の遅
相面と１対１の角度関係で制御し、前記第２の
180゜位相差板の出力を前記固定の90゜位相差板を
通した後に互に直交する偏波成分に分岐し、第１
の分岐出力を前記基準信号に同期した局部発振器
出力を用いて同期検波して第１の角度誤差出力と
するとともに、第２の分岐出力を前記局部発振器
出力によつて第１の角度誤差出力と90゜の位相差
を有する同期検波して第１の角度誤差出力とは直
交な第２の角度誤差出力とすることを特徴とする
角度誤差検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2432980A JPS56119867A (en) | 1980-02-27 | 1980-02-27 | Angle error detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2432980A JPS56119867A (en) | 1980-02-27 | 1980-02-27 | Angle error detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56119867A JPS56119867A (en) | 1981-09-19 |
| JPS6365908B2 true JPS6365908B2 (ja) | 1988-12-19 |
Family
ID=12135135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2432980A Granted JPS56119867A (en) | 1980-02-27 | 1980-02-27 | Angle error detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56119867A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6056442B2 (ja) * | 2012-12-11 | 2017-01-11 | 三菱電機株式会社 | 追尾アンテナ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5942831A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-09 | 株式会社 ナカジマ | 電気ウキ |
-
1980
- 1980-02-27 JP JP2432980A patent/JPS56119867A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56119867A (en) | 1981-09-19 |
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