JP2761126B2 - 待ち受け追尾用アンテナ駆動方式 - Google Patents
待ち受け追尾用アンテナ駆動方式Info
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- JP2761126B2 JP2761126B2 JP3192824A JP19282491A JP2761126B2 JP 2761126 B2 JP2761126 B2 JP 2761126B2 JP 3192824 A JP3192824 A JP 3192824A JP 19282491 A JP19282491 A JP 19282491A JP 2761126 B2 JP2761126 B2 JP 2761126B2
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- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
などの追尾対象をアンテナのメインローブで確実に捕捉
するための待ち受け追尾用アンテナ駆動方式に関するも
のである。
動方式を示す機能ブロック図である。図において、1は
観測局内に設置された計算機であり、2はこの計算機1
にて制御駆動されるアンテナである。
ア的に実現され、人工衛星などの追尾対象のあらかじめ
予測される軌道に従って、アンテナ2を駆動するための
予報データを作成する予報データ演算部であり、4はそ
の予測データ、5はその予報データ4が格納される予報
データ格納部である。
予報データ4を基にアンテナへの指令角度を算出する指
令値演算部であり、7はこの指令値演算部6にて算出さ
れてアンテナ2へ送られるアンテナへの指令角度であ
る。
来に先立ち、計算機1は予報データ演算部3にて、観測
局の緯度・経度・高度及び追尾対象の位置と速度から予
測される予報データ4を作成し、予報データ格納部5に
格納する。
に備えて、アンテナ2が追尾対象の到来方向を指向する
ように、予報データ格納部5に格納された予報データ4
を基に、アンテナへの指令角度7を作成してアンテナへ
送る。アンテナ2はそのアンテナへの指令角度7に従っ
て駆動され、指定された方向に指向する。
下、予報時刻という)になると、予報時刻に対応して予
報データ4で予測した角度(以下、アンテナの予報角度
という)を基に、指令値演算回路6がリアルタイムにア
ンテナへの指令角度7を算出し、それをアンテナ2へ送
る。アンテナ2はこのアンテナへの指令角度7にて駆動
され、そのメインローブで追尾対象を捕捉する。
電波軸を中心とした主ビームで、その放射パターン中で
最もレベルの高いローブである。図6はこのアンテナ2
の放射パターンを示す説明図であり、このメインローブ
のほかに第1サイドローブ以下の多数のサイドローブを
持っている。
ンテナ駆動方式に関連する技術が記載された文献として
は、例えば“電波研究所季報”の第26巻第136号
(1980年2月)の第261〜273頁の論文「プロ
グラム追尾系」などがある。
アンテナ駆動方式は以上のように構成されているので、
時刻のズレや角度のズレなどによって、予報データ4で
予測した通りに、追尾対象が到来しなかった場合、追尾
対象をアンテナ2のメインローブで捕捉できないことが
あり、その結果追尾対象から送信される電波を、十分な
受信レベルで受信できずに、良好なデータが得られない
という問題点があった。
るためになされたもので、追尾対象を捕捉した時にサイ
ドローブで捕捉していた場合でも、メインローブで確実
に再捕捉することができる待ち受け追尾用アンテナ駆動
方式を得ることを目的とする。
追尾用アンテナ駆動方式は、追尾対象捕捉後に、アンテ
ナの口径と追尾対象からの受信電波の帯域によって定ま
る所定の半径のサーチパターンに従って1サイクルの円
形状サーチを描くように前記アンテナを駆動し、この1
サイクル実行する間の開始点と終了点における受信レベ
ルの差を1サイクルの円形状サーチを実行するのに要す
る時間で補間し、1サイクル実行する間の観測データの
中から受信レベルについて、補間した結果を補正してゆ
き、補間後の受信レベルについて比較し、それが最大値
となる点を求め、この最大となる点にアンテナが指向す
るように、アンテナへの指令角度を補正するものであ
る。
方式は、追尾対象が捕捉されると、アンテナの口径と追
尾対象からの受信電波の帯域によって定まる所定の半径
のサーチパターンに従って1サイクルの円形状サーチを
描くように前記アンテナを駆動し、この1サイクル実行
する間の開始点と終了点における受信レベルの差を1サ
イクルの円形状サーチを実行するのに要する時間で補間
し、1サイクル実行する間の観測データの中から受信レ
ベルについて、補間した結果を補正してゆき、補間後の
受信レベルについて比較し、それが最大値となる点を求
め、この最大となる点にアンテナが指向するように、ア
ンテナへの指令角度を補正することにより、最初にサイ
ドローブで捕捉していた場合でもメインローブで確実に
再捕捉して自動追尾モードに移行することが可能な待ち
受け追尾用アンテナ駆動方式を実現する。
する。図1において、2はアンテナ、3は予報データ演
算部、4は予報データ、5は予報データ蓄積部、7はア
ンテナへの指令角度であり、図7に同一符号を付した従
来のそれらと同一、あるいは相当部分であるため詳細な
説明は省略する。
を示すアンテナ実角度である。9は追尾対象からの電波
をアンテナ2を介して受信する受信機であり、10はこ
の受信機9にて受信された電波の受信レベルである。
るためのサーチデータであり、12はそのサーチデータ
11を作成するサーチデータ演算部である。13は前記
アンテナ実角度8と受信レベル10を時刻とともに観測
データとして格納する観測データ格納部であり、14は
その観測データである。
令角度7を算出するとともに、条件によってアンテナへ
の指令角度7とアンテナ実角度8との差を求め、得られ
た差に基づいてアンテナへの指令角度7を補正する点
で、図7で符号6を付した従来のものとは異なる指令値
演算部である。
え、前記サーチデータ演算部12および観測データ蓄積
部13が付加されている点で、図7で符号1を付した従
来のものとは異なった計算機である。
は前記サーチデータ11に基づく円形状サーチのサーチ
パターンを示す説明図であり、図中、oはその中心、r
は半径、a〜dはそれぞれの円周上の点である。
来の場合と同様に、まず予報データ演算部3にて予報デ
ータ4を作成する。次いで、予報データ4を基に指令値
演算部15でアンテナへの指令角度7を算出する。アン
テナ2はこのアンテナへの指令角度7に従って、追尾対
象の到来方向に指向するように駆動される。
ベル10が所定のしきい値以上となって追尾対象を捕捉
したと判定すると、計算機16は予報データ4を円形状
サーチさせるためのサーチデータ11を、サーチデータ
演算部12にてリアルタイムで作成する。この場合、受
信レベル10は、第1サイドローブによる捕捉の場合に
も、前記しきい値を越えることがある。
作成されるサーチデータ11は、アンテナ2を、図2に
示す中心oから円周上の点a→b→c→d→aを経て中
心oに戻るサーチパターンを1サイクル描くように駆動
するものである。
テナ2の口径と追尾対象から受信する電波の帯域に基づ
いて決定され、具体的には、アンテナ2がそのメインロ
ーブおよび第1サイドローブのいずれで追尾対象を捕捉
している場合でも、サーチパターンの1サイクル中に当
該サーチパターンがメインローブを必ず横切るように設
定される。
の点a、円周上の点2から中心o、さらにはサーチパタ
ーンの円周上を点a→b→c→d→aとアンテナ2を駆
動する際の速度は、計算機16が受信機9からの受信レ
ベル10をサンプリングするタイミング(周期)と、受
信機9の性能とによって決定される。
によってリアルタイムで作成されたサーチデータ11
は、指令値演算部15で予報データ4に重畳され、アン
テナへの指令角度7としてアンテナ2へ送られる。アン
テナ2はこの指令角度7に応じて駆動され、1サイクル
の円形状サーチが行われる。
令角度7を作成してアンテナ2を駆動する一方で、同時
に、アンテナ2からアンテナ実角度8と、受信機9を経
由して受信レベル10を受け取り、それを観測データ1
4として観測データ格納部13に格納しておく。
形状サーチを1サイクル行なった後、以下の手順で観測
データ14中の受信レベル10の補正及び比較を行な
う。この補正は、受信レベル10を相対的に比較すると
き、アンテナ2の仰角上昇にともなう受信レベル10の
上昇の影響を除くために必要となる。
開始点と終了点(この場合いずれも中心o)における受
信レベル10の差を、1サイクルの円形状サーチを実行
するのに要する時間でn次補間する。ここで、nは1以
上の整数である。次に、円形状サーチを1サイクル実行
する間の観測データ14の中から、受信レベル10につ
いて、n次補間した結果を補正してゆき、補正後の受信
レベル10について比較し、それが最大値となる点を求
める。
最大である点のアンテナへの指令角度7と、観測データ
12中から取り出したアンテナ実角度8との差(以下、
補正角度という)を求め、予報データ4にその補正角度
を重畳したものを、アンテナへの指令角度7として、ア
ンテナ2へ送る。
に、観測データ14中の受信レベル10のうち、サーチ
パターンの中心oの受信レベル10、即ち、円形状サー
チの開始と終了における受信レベル10が追尾対象から
受信する電波の帯域と、受信機10の性能により決定さ
れる所定のしきい値以上でなかった場合、指令値演算部
15はメインローブを捕捉できなかったと判断し、受信
レベル10の補正から補正角度の算出、重畳までの処理
を行なわずに、再度円形状サーチを行ない同じ手順で補
正角度の重畳までの処理を行なう。
計算機16は自動追尾モードへ移行できる条件が整って
いれば、アンテナ2が追尾対象から受ける電波軸とアン
テナ2自体の電波軸の誤差が“0”となるように、アン
テナ2自身がサーボループを組んで追尾する自動追尾モ
ードへアンテナ2の追尾モードを切り換える。また、条
件が整っていなければ、予報データ4に補間角度を重畳
した、アンテナへの指令角度7でアンテナ2を駆動する
プログラム追尾モードを行なう。
ローブを捕捉するために円形状サーチを行ない、補正角
度を予報データ3に重畳して自動追尾モードへと追尾モ
ードを変更させたものを示したが、自動追尾モードへの
移行条件が整わなかった場合には、以下のように処理す
るようにしてもよい。
た場合、メインローブを捕捉した時点、即ち、補正角度
を予報データ4に重畳し、そのアンテナへの指令角度7
でアンテナ2が駆動された時点で、メインローブを円形
状サーチした時の半径rよりも小さな半径のサーチパタ
ーンにて円形サーチを実施する。その場合、メインロー
ブのピーク近傍、即ち図6のピークより−3dBダウン
した電力半値幅HPBWで追尾対象を捕捉でき、受信レ
ベル10がさらに上がるという効果が得られる。
射パターンとサーチパターンとの相関を示す説明図であ
る。この場合、2番目の円形状サーチのサーチパターン
の半径raは図3に示すように、ピークと1番目の円形
状サーチのサーチパターンの円周上の点aとの差、Δθ
aより、当該円形状サーチの1サイクル中に、サーチパ
ターンがメインローブのピークを横切るように設定され
る。
を示す機能ブロック図であり、相当部分には同一符号を
付してその説明を省略する。この実施例は、追尾対象か
ら帯域の異なる2種類の電波が送られてくる場合のもの
であり、図4中、9a,9bは帯域の異なった電波をそ
れぞれ受信する受信機、10a,10bはこの受信機9
a,9bで受信された各電波の受信レベルである。
ンと円形状サーチのサーチパターンの相関を示す説明図
である。アンテナ2の放射パターンは受信する電波の帯
域によってビームの幅が異なるものであり、図5ではそ
れを太線と細線によって示している。この場合、受信機
9aが受信機10bよりビーム幅の狭くなる帯域の電波
を受信するものとする。
た後も自動追尾モードに移行できない場合には、図5に
示すように、太線で示したアンテナ2の放射パターンの
ビームの広い方のメインローブのピーク近傍を中心とし
た円形状のサーチを行い、細線で示したアンテナ2の放
射パターンのビームの狭い方の電波の受信レベル10a
を基に上記実施例と同様に補正角度を求め、それをアン
テナへの指令角度7に重畳することにより、ビーム幅の
狭い方のメインローブのピーク近傍で追尾対象を捕捉で
き、受信レベル10がさらに向上するという効果が得ら
れる。
サーチパターンの半径rbは、図5に示すようにメイン
ローブのピークと2番目の円形状サーチのサーチパター
ンの円周上の点eとの差、Δθbより、その円形状サー
チの1サイクル中に、サーチパターンがビーム幅の狭い
方のメインローブのピークを横切るように設定される。
対象捕捉後に、アンテナの口径と追尾対象からの受信電
波の帯域によって定まる所定の半径で円形状サーチに従
って1サイクルの円形状サーチを描くように前記アンテ
ナを駆動し、この1サイクル実行する間の開始点と終了
点における受信レベルの差を1サイクルの円形状サーチ
を実行するのに要する時間で補間し、1サイクル実行す
る間の観測データの中から受信レベルについて、補間し
た結果を補正してゆき、補間後の受信レベルについて比
較し、それが最大値となる点を求め、この最大となる点
にアンテナが指向するように、アンテナへの指令角度を
補正するように構成したので、最初にサイドローブで捕
捉していた場合でもメインローブで確実に再捕捉して自
動追尾モードに移行することが可能な待ち受け追尾用ア
ンテナ駆動方式が得られ、さらに、円形状サーチにおけ
るアンテナの駆動速度やサーチパターンの半径を観測局
のシステム毎に設定でき、他システムにおいて同様の効
果を奏するシステムを安価に構築できるなどの効果があ
る。
テナ駆動方式を示す機能ブロック図である。
明図である。
ターンとサーチパターンの相関を示す説明図である。
ク図である。
の相関を示す説明図である。
を示す説明図である。
機能ブロック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 追尾対象を追尾するアンテナを、前記追
尾対象の軌道に従って算出した予報データを基に作成し
たアンテナへの指令角度によって駆動する待ち受け追尾
用アンテナ駆動方式において、前記追尾対象を捕捉した
後、前記アンテナの口径と前記追尾対象から受信する電
波の帯域によって定まる所定の半径を有するサーチパタ
ーンを、1サイクルの円形状サーチを描くように前記ア
ンテナを駆動し、この1サイクル実行する間の開始点と
終了点における受信レベルの差を1サイクルの円形状サ
ーチを実行するのに要する時間で補間し、1サイクル実
行する間の観測データの中から前記受信レベルについ
て、補間した結果を補正してゆき、補間後の受信レベル
について比較し、それが最大値となる点を求め、この受
信レベルが最大となる点に前記アンテナが指向するよう
に、前記アンテナへの指令角度を補正することを特徴と
する待ち受け追尾用アンテナ駆動方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3192824A JP2761126B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 待ち受け追尾用アンテナ駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3192824A JP2761126B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 待ち受け追尾用アンテナ駆動方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0534428A JPH0534428A (ja) | 1993-02-09 |
JP2761126B2 true JP2761126B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=16297588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3192824A Expired - Lifetime JP2761126B2 (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 待ち受け追尾用アンテナ駆動方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2761126B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3444784B2 (ja) * | 1998-05-12 | 2003-09-08 | 三菱電機株式会社 | アンテナ制御装置及びアンテナ制御方法 |
JP5286877B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2013-09-11 | 三菱電機株式会社 | 電波監視装置 |
FR3071106B1 (fr) * | 2017-09-13 | 2019-08-30 | Centre National D'etudes Spatiales | Procede de detection d'accrochage d'une antenne a une cible par un lobe secondaire de cette antenne, produit programme d'ordinateur et module associes |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63271182A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-09 | Nec Corp | アンテナビ−ム方向の自動制御装置 |
JP2543974B2 (ja) * | 1989-02-07 | 1996-10-16 | 宇宙開発事業団 | 宇宙航行体のアンテナ追尾装置 |
JPH02216074A (ja) * | 1989-02-15 | 1990-08-28 | Nec Corp | アンテナサイドローブロック判定器 |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP3192824A patent/JP2761126B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0534428A (ja) | 1993-02-09 |
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