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公開番号2024019856
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-14
出願番号2022122594
出願日2022-08-01
発明の名称衛星追尾装置
出願人日本放送協会
代理人個人
主分類G01S 3/42 20060101AFI20240206BHJP(測定;試験)
要約【課題】人工衛星からの信号を受信するためのアンテナの方向調整を自動的に行って精度よく追尾する衛星追尾装置を提供する。
【解決手段】本発明の衛星追尾装置15は、アンテナ11を介して得られる主偏波及び交差偏波の受信レベルを基にステップトラック方式により衛星追尾を行う際に、主偏波の受信レベルが最大値となるアンテナ11の位置を探索して検出する受信レベル最大位置検出部151と、当該主偏波の受信レベルが最大値となるアンテナ11の位置から相対的な仰角及び方位角として所定範囲内に定められた近傍で、交差偏波の受信レベルが局所的最小値となるアンテナ11の位置を検出する受信レベル最小位置検出部152と、アンテナ駆動信号を用いて、当該交差偏波の受信レベルとして局所的最小値を検出した仰角及び方位角を示す位置にアンテナ11を指向させるようにアンテナ11を駆動制御するアンテナ駆動信号生成部154と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
人工衛星からの信号を受信するためのアンテナの方向調整を自動的に行って追尾する衛星追尾装置であって、
前記アンテナを介して得られる主偏波及び交差偏波の受信レベルを基に所定の角度単位で可変駆動するステップトラック方式により前記アンテナの指向方向を変化させて衛星追尾を行う際に、前記主偏波の受信レベルが最大値となる当該アンテナの仰角及び方位角を示す位置を探索して検出する受信レベル最大位置検出部と、
当該主偏波の受信レベルが最大値となる前記アンテナの位置から相対的な仰角及び方位角として所定範囲内に定められた近傍で、前記交差偏波の受信レベルが局所的最小値となる当該アンテナの仰角及び方位角を示す位置を検出する受信レベル最小位置検出部と、
前記アンテナを駆動制御するためのアンテナ駆動信号を生成する手段を有し、当該交差偏波の受信レベルとして局所的最小値を検出した仰角及び方位角を示す位置に前記アンテナを指向させるように前記アンテナを駆動制御するアンテナ駆動信号生成部と、
を備えることを特徴とする衛星追尾装置。
続きを表示(約 430 文字)【請求項2】
前記アンテナは、ビーコン信号における主偏波と交差偏波の受信信号をそれぞれ出力する機能を有するオフセットパラボラアンテナで構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の衛星追尾装置。
【請求項3】
前記所定範囲が、前記アンテナに固有の主偏波のアンテナパターンのピークの形状に対し、より急峻な特性を有するものとして予め測定済みの前記アンテナに固有の交差偏波のアンテナパターンのディップ点のうち前記アンテナのボアサイトに最も近接する位置に存在するディップ点を含むように予め定められた仰角及び方位角の範囲に設定されていることを特徴とする、請求項1に記載の衛星追尾装置。
【請求項4】
前記所定範囲が、当該主偏波の受信レベルが最大値となる当該アンテナの仰角及び方位角の正面であるボアサイトに対して±1.00[deg.]以内の予め定められた仰角及び方位角の範囲に設定されていることを特徴とする、請求項1に記載の衛星追尾装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、軌道上の人工衛星の方向へ、人工衛星からの信号を受信するためのアンテナの方向調整を自動的に行って追尾する衛星追尾装置に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)【背景技術】
【0002】
静止軌道上の人工衛星は、地上の或る一点から見た位置が変化しないため、その人工衛星からの信号を受信するためのアンテナとして、パラボラアンテナ等の高利得のアンテナを使用でき、放送や通信等の用途に使用されている。
【0003】
ただし、人工衛星は月や太陽による引力や大気の抵抗等の影響を受けるため、軌道が徐々に変化する摂動が発生しており、この摂動による位置の変化を修正するステーションキーピングが定期的に行われている。静止軌道上の人工衛星の位置の変化は、家庭での衛星放送の受信等には影響が軽微なため無視できる。一方で、特に重要な衛星通信や、人工衛星からのビーコン信号を受信して行う電波伝搬の観測等においては、アンテナが人工衛星を正確に指向していることが求められ、摂動に合わせてアンテナの方向を変化させ、人工衛星を追尾する必要がある。
【0004】
衛星追尾には様々な方法が知られているが、アンテナの方向を駆動装置で変化させ、人工衛星からのビーコン信号の受信レベルが最大になる点を探索するステップトラック方式が、特別な装置を要しないというメリットがあるため広く用いられている(例えば、非特許文献1参照)。また、ステップトラック方式はビーコン信号の受信レベルをアンテナの方向の基準としているため、ビーコン信号が何らかの原因により一定レベルで受信できない場合は、その原因に対応した手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
しかし、衛星追尾に用いられるステップトラック方式では、ビーコン信号の降雨による減衰やシンチレーションによる受信レベルの変動等により、追尾精度が低下しやすいことが知られている(例えば、非特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開昭60-027868号公報
【非特許文献】
【0007】
G. Heckert, “Step-track A simple autotracking scheme for satellite communication terminals,” in Proc. AIAA 3rd Communications Satellite Systems Conference, No.70-416, Apr.1970, doi: 10.2514/6.1970-416.
飯田尚志, “衛星通信”, (株)オーム社, 1997年2月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ここで、図8及び図9を参照して、人工衛星からのビーコン信号の受信レベルに基づく従来の典型的なステップトラック方式による衛星追尾装置150を備える衛星追尾システム100について説明する。図8は、従来の典型的なステップトラック方式による衛星追尾装置150を備える衛星追尾システム100の概略構成を示すブロック図である。
【0009】
図8に例示する衛星追尾システム100は、アンテナ11、アンテナ駆動装置12、ビーコン受信機13、及び衛星追尾装置150を備える。
【0010】
アンテナ11は、本例では人工衛星からのビーコン信号を受波するパラボラアンテナで構成される。ここで、アンテナ11として、オフセットパラボラアンテナ等の指向性が鋭いものを想定している。また、アンテナ11は、ここではビーコン信号における主偏波の受信信号を出力する機能を有する。尚、図8において、アンテナ11は、ビーコン信号における主偏波の受信信号だけでなく、交差偏波の受信信号を出力する機能を有するものであってもよいが、従来の衛星追尾の制御においては利用しないことから、その図示を省略している。
(【0011】以降は省略されています)

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