JP4436065B2

JP4436065B2 - Phase measuring device and space solar power generation system

Info

Publication number: JP4436065B2
Application number: JP2003118050A
Authority: JP
Inventors: 雅敏冨永; 千秋安田; 慶一森下; 健二飯塚; 克巳鬼頭; 敏彦中田; 進佐々木; 孝治田中; 繁男川▲崎▼; 真毅篠原
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: JP2004325162A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相計測装置及び該装置を用いる宇宙太陽発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
宇宙太陽発電システム（ＳＳＰＳ）は、宇宙空間に巨大な太陽電池パネルを広げ、発生した電力をマイクロ波やレーザで地上に送るシステムである。
【０００３】
かかるマイクロ波方式の宇宙太陽発電システムでは、多数のマイクロ波送電ユニットが軌道上に展開され、各送電ユニットからのマイクロ波を合成して地上の受電器にマイクロ波ビームを送電する。この場合、合成ビームを所望の方向に向けるためには各ユニットで用いられるマイクロ波発生装置の原振の位相を揃えることが必要である。
【０００４】
これらの送電ユニットは例えば数メートル以上の規模であり、大電力を送電するためには数十台以上で協調動作し合成ビームを所望の方向に向ける必要があるが、軌道上に展開するためケーブルで接続することは極めて困難であり、ユニット間の位相同期を無線で実施することが非常に有用である。
【０００５】
上記説明と関連して、ホモダイン送受信回路が特許文献１に開示されている。この特許文献１では、信号発生手段は、周波数変調された連続的な高周波信号を発生する。送受信手段は、発生された高周波信号を対象物に向けて送信し、その対象物からの反射信号を受信する。第１の周波数混合手段は、高周波信号の一部を受け、それを局部発振信号として反射信号に混合することにより周波数変換を行う。第２の周波数混合手段は、第１の周波数混合手段と実質的に同一の構成を有し、反射信号を入力すること無く、高周波信号の一部を局部発振信号として入力する。減算手段は、第１の周波数混合手段の出力から第２の周波数混合手段の出力を減算する。こうして、ＦＭ変調された局部発振信号の変調成分とその高周波成分により周波数変換出力に発生する櫛歯状雑音の影響を除去している。
【０００６】
また、電波測距方式が特許文献２に開示されている。この特許文献２では、周波数が時間的に変化するＦＭ信号を送信アンテナから電波として対象物に向けて発射し、対象物で反射された電波を受信アンテナで受信して処理することにより対象物までの距離が検出される。詳細には、受信電波に基づく信号に送信側から発射するＦＭ信号をかけ算し、更にこの結果得られる信号の低周波成分をフィルタで選択し、送信アンテナから対象物を経て受信アンテナに至る電波の伝搬距離に起因する遅延位相成分を含む信号を得る。この信号における遅延位相成分の変化量に基づき距離が検出される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１１８９１４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２００１−５６３７１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
宇宙太陽発電システムの実証試験では、図１１のように多数のマイクロ波送電ユニット１−１，１−２〜１−ｎを軌道上で展開し、各ユニット１−１，１−２〜１−ｎからのマイクロ波を合成して、地上２の受電器（レクテナ）３にマイクロ波ビームを送電することを想定している。この場合、合成ビームを所望の方向に向けるためには、各ユニット１−１，１−２〜１−ｎで位相同期をとる必要がある。
【００１０】
位相同期の方法としては、例えば図１２に示す通り、主局である例えば第１マイクロ波送電ユニット１−１が原振４を保有し、従局である例えば第２マイクロ波送電ユニット１−２側に位相補正回路５を持ち、この位相補正回路５にてユニット間の位相補正を行うことが考えられる。
【００１１】
かかるＳＳＰＳ実証試験では、各マイクロ波の送電ユニットは自動展開されるため、ユニット間をマイクロ波ケーブルで接続することが困難なため、無線で各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相同期をとる技術が非常に有用である。
【００１２】
しかし、各ユニット間の距離によって位相が変化するため、各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を数度以内の高精度に計測することが不可欠である。
【００１３】
本発明の目的は、ワイヤレスで各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を検出する位相計測装置及び該装置を用いる宇宙太陽発電システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る位相計測装置は、複数のマイクロ波ユニットを有するシステムに適用される位相計測装置において、主局のマイクロ波ユニットで地上に送電するマイクロ波ビームと同じ原振から生成されるキャリア波をサーキュレータ及び送受信アンテナを介して送信する手段を有し、従局のマイクロ波ユニットで前記キャリア波を送受信アンテナ、サーキュレータを介して受信し位相変調器により位相変調してサーキュレータ、送受信アンテナを介して再送信する手段を有し、前記主局のマイクロ波ユニットで送受信アンテナ、サーキュレータを介して受信、復調し、位相比較器にて前記キャリア波と前記受信信号の位相比較を行うことにより、各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を検出する手段を有し、前記従局のマイクロ波ユニットで、前記主局のマイクロ波ユニットから送信された前記キャリア波を送受信アンテナ、サーキュレータを介して受信し、前記主局のマイクロ波ユニットで検出した前記位相差に基づいて前記キャリア波を位相補正してマイクロ波ビーム送電部に出力する手段を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の位相計測装置によれば、主局のマイクロ波ユニットは従局に到達しないマイクロ波の影響が抑制された状態で、位相比較を行うことによって各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を検出することが可能となる。
【００１６】
上記目的を達成するために本発明に係る宇宙太陽発電システムは、複数のマイクロ波送電ユニットを軌道上で展開し、各ユニットからのマイクロ波を合成して地上側にマイクロ波ビームを送電する宇宙太陽発電システムにおいて、
主局のマイクロ波送電ユニットは地上に送電するマイクロ波ビームと同じ原振から生成されるキャリア波を送信する手段を有し、従局のマイクロ波送電ユニットは前記主局のマイクロ波送電ユニットからのキャリア波を受信し該キャリア波を位相変調して前記主局のマイクロ波送電ユニットに再送信する手段を有し、前記主局のマイクロ波送電ユニットは前記従局のマイクロ波送電ユニットからの受信信号を復調し、前記従局のマイクロ波送電ユニットに対する前記キャリア波と前記従局のマイクロ波送電ユニットからの前記受信信号との位相比較を行うことにより各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を検出する手段を有し、前記従局のマイクロ波ユニットは、前記主局のマイクロ波送電ユニットから送信された前記キャリア波を送受信アンテナ、サーキュレータを介して受信し、前記主局のマイクロ波送電ユニットで検出した前記位相差に基づいて前記キャリア波を位相補正してマイクロ波ビーム送電部に出力する手段を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の宇宙太陽発電システムによれば、主局のマイクロ波送電ユニットは従局に到達しないマイクロ波の影響が抑制された状態で、位相比較を行うことによって各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を検出することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本発明に係る位相計測装置の第１実施形態を説明する。
【００１９】
本実施形態の位相計測装置は、複数のマイクロ波送電ユニットを軌道上で展開し、各ユニットからのマイクロ波を合成して地上側にマイクロ波ビームを送電する宇宙太陽発電システムに組み込まれて実現されている。
【００２０】
図１に示すように、第１マイクロ波送電ユニット３０−１を主局とし、第２マイクロ波送電ユニット３０−２を従局とした場合、主局である第１マイクロ波送電ユニット３０−１は、原振３１、位相比較器３２、サーキュレータ３３及び送受信アンテナ３４を有する。また従局である第２マイクロ波送電ユニット３０−２は、送受信アンテナ３５、サーキュレータ３６、アンプ３７及び位相変調器３８を有し、主局である第１マイクロ波送電ユニット３０−１から周波数ｆ１のキャリア波を送信し、従局である第２マイクロ波送電ユニット３０−２で位相変調して再送信し、主局である第１マイクロ波送電ユニット３０−１で復調し送信信号と受信信号の位相比較を行うことにより、ユニット間の位相差を検出する。
【００２１】
ここで、従局である第２マイクロ波送電ユニット３０−２に備わる位相変調器３８は、例えば、ライン切り替え型ＱＰＳＫ変調器を用いる。このライン切り替え型ＱＰＳＫ変調器は、例えば、図２に示すように構成される。すなわち、移相量が異なる複数の移相器３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｆ，３８Ｇを、多接点スイッチとしてＳＰＤＴ（ＳｉｎｇｌｅＰｏｌｅＤｏｕｂｌｅＴｈｒｏｗ）スイッチ３８Ａ，３８Ｄ，３８Ｅ，３８Ｈで切り替えることにより、図３に示すように、切り替えられた移相器３８Ｂ，３８Ｃ，３８Ｆ，３８Ｇで定まる移相量で、位相αがシフトされる。なお、図３の位相変化パターンとしては、図３（ａ）、または、図３（ｂ）、または、図３（ａ）の移相量に一定値を加えたもの、または図３（ｂ）の移相量に一定値を加えたもの、のいずれかが考えられる。
【００２２】
また、主局である第１マイクロ波送電ユニット３０−１に備わる位相比較器３２は、例えば、図４に示すように、ＩＱホモダインした信号をフィルタに通す構成のものであり、電力分配器３２Ａ、掛け算器３２Ｂ、９０°移相器３２Ｃ、掛け算器３２Ｄ、電力分配器３２Ｅ、バンドバスフィルタ（ＢＰＦ）３２Ｆ、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２Ｇ、からなり、ＩＱホモダインしたＩ信号及びＱ信号を得、これらを夫々バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２Ｆ、バンドパスフィルタフィルタ（ＢＰＦ）３２Ｇに通すものである。
【００２３】
位相差検出の計算は以下のように行う。
【００２４】
ＩＱ信号をサンプリングし、
Ｉ≧０のときφ＝ｔａｎ^‐１（Ｑ／Ｉ）、
Ｉ＜０かつＱ≧０のときφ＝ｔａｎ^‐１（Ｑ／Ｉ）＋１８０°、
Ｉ＜０かつＱ＜０のとき、φ＝ｔａｎ^‐１（Ｑ／Ｉ）−１８０°
を計算する。
【００２５】
２θ＝φ−αとする。ここで、αは位相変調器によりシフトされた位相である。
【００２６】
なお、θから２θを計算するには、少し離れた周波数ｆ２で同様の測定を実施し、以下の処理により位相差θを計算する。
【００２７】
θ（ｆ１）＝ｆ１×（２θ（ｆ１）−２θ（ｆ２））／（２×（ｆ１−ｆ２））
以上のように本実施形態おいては、主局である第１マイクロ波送電ユニット３０−１でキャリア波を送信し、従局である第２マイクロ波送電ユニット３０−２のライン切り替え型ＱＰＳＫ変調器３８で位相変調して再送信し、主局である第１マイクロ波送電ユニット３０−１の位相比較器３２で、送信信号と受信信号をＩＱホモダインしたＩ信号及びＱ信号を得て、これらを夫々フィルタに通すことにより、ユニット間の位相差を検出するものであるため、従局に到達しないマイクロ波はホモダインにより直流成分となりバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２Ｆ及びバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２Ｇで遮断されるが、従局である第２マイクロ波送電ユニット３０−２に到達した変調波は透過するため、従局に到達しないマイクロ波、すなわち、サーキュレータ３３の漏れ電波３９Ａや送受信アンテナ３４で反射した電波３９Ｂや電波反射物３９で反射した電波３９Ｃ等の影響を抑制した位相計測が可能となる。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第２実施形態を説明する。
【００２９】
本実施形態は、第１実施形態のライン切り替え型ＱＰＳＫ変調器３８に代えて、図５に示す位相変調器３８′を用いたものであり、他の構成及び当該構成による作用は第１実施形態と同様である。
【００３０】
本実施形態では、図５に示すように、移相量が異なる複数の移相器３８Ｊ，３８Ｋ，３８Ｌ，３８Ｍを、多接点スイッチとしてＳＰ４Ｔ（ＳｉｎｇｌｅＰｏｌｅ４−Ｔｈｒｏｗ）スイッチで切り替える位相変調器３８′を用いたことにより、第１実施形態の変調器３８と同様に、切り替えられた移相器３８Ｊ，３８Ｋ，３８Ｌ，３８Ｍで定まる移相量で、位相α1をシフトすることができる。
【００３１】
この場合、図２で示した多接点スイッチとしてのＳＰＤＴに比較して本実施形態の多接点スイッチであるＳＰ４Ｔは、ＳＰＤＴでは４ヶであったものを、図５のように、２ヶに低減できるので、制御が容易となり、かつ、マイクロ波が通過する部分が少なくすることが可能となり、もって変調器の低損失化が図られる。
【００３２】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第３実施形態を説明する。
【００３３】
本実施形態は、第１，２実施形態の変調器３８，３８′における移相量が固定であった移相器を、フェーズトリマ付き移相器に代えたものであり、他の構成及び当該構成による作用は第１，第２実施形態と同様である。
【００３４】
本実施形態によれば、変調器において、設計から外れた移相量のずれが発生した場合でも、移相器のフェーズトリマで当該ずれの調整が可能となる。
【００３５】
また、主局からのキャリア周波数を変化させた場合、移相量は変化するが、当該変化した移相量が移相器のフェーズトリマによる調整範囲であれば、キャリア周波数の変化に対応した調整が可能となる。
【００３６】
（第４実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第４実施形態を説明する。
【００３７】
本実施形態は、先の実施形態におけるＱＰＳＫ変調器を、２以上の整数段の位相切り替えを行う変調器としてｎＰＳＫ変調器（ｎは２以上の整数）に代えたものであり、他の構成及び当該構成による作用は先の実施形態と同様である。
【００３８】
先の実施形態で、ＱＰＳＫ変調器の場合は切替位相９０°に比例した位相差検出誤差が生じるが、本実施形態のｎＰＳＫ変調器（ｎは２以上の整数）のように段数を増加させた変調器とすることにより、位相差検出誤差を減少させることができる。
【００３９】
（第５実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第５実施形態を、図６を参照して説明する。
【００４０】
図６に示すように、第１マイクロ波送電ユニット４０−１を主局とし、第２マイクロ波送電ユニット４０−２を従局とした場合、主局である第１マイクロ波送電ユニット４０−１は、原振４１、位相比較器４２、サーキュレータ４３及び送受信アンテナ４５を有すると共にＮ倍逓倍器４４を有する。また従局である第２マイクロ波送電ユニット４０−２は、送受信アンテナ４６、サーキュレータ４７、及び位相変調器４８を有すると共に位相補正器４９及びＮ倍逓倍器５０を有する。
【００４１】
かかる構成により、主局である第１マイクロ波送電ユニット４０−１から周波数ｆ０のキャリア波を送信し、従局である第２マイクロ波送電ユニット４０−２で位相変調して再送信し、主局である第１マイクロ波送電ユニット３４−１で復調し送信信号と受信信号の位相比較を行うことにより、ユニット間の位相差を検出する。
【００４２】
ここに、主局である第１マイクロ波送電ユニット４０−１のＮ倍逓倍器４４は、原振４１の周波数ｆｏのキャリア波をＮ逓倍するものであり、このＮｆｏを図示しないマイクロ波ビーム送電部に出力する。また、従局である第２マイクロ波送電ユニット４０−２の位相補正器４９及びＮ倍逓倍器５０はサーキュレータ４７から受け取った周波数ｆ０のキャリア波をＮ逓倍するものであり、このＮｆ０を図示しないマイクロ波ビーム送電部に出力する。
【００４３】
このように本実施形態では、ユニット間の位相差を検出する他に、原振４１の周波数を、送電するマイクロ波ビームの周波数のＮ分の１の周波数とし、ユニット出力までにＮ逓倍するようにしている。
【００４４】
これにより、ユニット間位相差検出の周波数とマイクロ波ビーム送電の周波数が異なるため、これら相互の干渉を回避できる。また、N逓倍器は位相をN逓倍するため、特に、ｎ＝２の場合は、キャリア波の周波数１周波で求まるユニット間位相差２θ（ｆo）を、θ（２ｆo）として，従局である第２マイクロ波送電ユニット４０−２の位相補正に用いることが可能となる。
【００４５】
（第６実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第６実施形態を説明する。
【００４６】
本実施形態は、従局の位相変調器を一定周期（図３の周期Ｔに相当）で繰り返し動作させた状態で、主局でＴの整数倍の時間だけ位相比較器の出力をサンプリングし、平均値ａｖｇ（φ）を計算し、
２θ＝ａｖｇ（φ）‐ａｖｇ（α）
とするものであり、他の構成及び当該構成による作用は先の実施形態と同様である。ここで、例えば位相変調器の移相量が図３（ａ）または図３（ｂ）の場合は、
ａｖｇ（α）＝１８０°
である。
【００４７】
なお、相の切替時にφが不定となる場合は、φの変化が閾値以上であれば平均化から除去してもよい。
【００４８】
本実施形態によれば、ユニット間の時刻同期が保てない場合にも、２θを算出でき、しかもφを平均化したａｖｇ（φ）を用いて２θの検出を行うようにしているので、ランダムノイズの影響を低減することができる。
【００４９】
（第７実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第７実施形態を、図７を参照して説明する。
【００５０】
本実施形態は、先の実施形態におけるサーキュレータを、図７に示す例えば３つのサーキュレータ要素５３からなる基本型サーキュレータ５１としたものであり、他の構成及び当該構成による作用は先の実施形態と同様である。
【００５１】
本実施形態によれば、主局側のサーキュレータをデルタ型とすることで、位相差検出時にサーキュレータでの漏れを低減でき、位相差検出における誤差を低減できる。また、サーキュレータでの漏れを含む従局に到達しないマイクロ波が強いと、図４の掛け算器３２Ｂおよび掛け算器３４Ｂが飽和し、誤差要因となることがある。この場合、誤差低減効果がある。
【００５２】
また、従局側に用いることで、再送信アンプは、波形ひずみ及び発振抑制のためサーキュレータのアイソレーション以上に増幅できないが、アイソレーションを増加させることにより、アンプのゲインを増加させることが可能となる。
【００５３】
（第８実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第８実施形態を、図８を参照して説明する。
【００５４】
本実施形態は、先の実施形態における主局側のサーキュレータを、図８に示す例えばサーキュレータ要素５３及びアイソレータ要素５４からなるデルタ型サーキュレータ５２としたものであり、他の構成及び当該構成による作用は先の実施形態と同様である。
【００５５】
なお、アイソレータ要素５４の数は任意であるが、アイソレータ要素５４の数が多いほどアイソレーションの強化が図られる。
【００５６】
（第９実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第９実施形態を、図９を参照して説明する。
【００５７】
本実施形態は、先の実施形態における主局側に、サーキュレータと並列に漏れキャンセル回路を付加してアイソレーションの強化及び従局に到達しないマイクロ波の低減を図ったものであり、他の構成及び当該構成による作用は先の実施形態と同様である。
【００５８】
本実施形態の主局である第１マイクロ波送電ユニット６０−１は、原振６１、サーキュレータ６４、位相比較器６６及び送受信アンテナ６７を有すると共に、分配器６２、位相・振幅調整器６３及び結合器６５からなる漏れキャンセル回路を付加している。
【００５９】
このような漏れキャンセル回路を付加した主局である第１マイクロ波送電ユニット６０−１では、位相調整及び振幅調整を行うことで、従局に到達しないマイクロ波、すなわち、サーキュレータ６４の漏れ電波６０Ａや送受信アンテナ６７で反射した電波６０Ｂや電波反射物６０Ｃで反射した電波６０Ｄ等をうち消すことが可能となる。
【００６０】
（第１０実施形態）
次に、本発明に係る位相計測装置の第１０実施形態を、図１０を参照して説明する。
【００６１】
本実施形態は、先の実施形態における従局側に、サーキュレータと並列に漏れキャンセル回路を付加してアイソレーションの強化を図ったものであり、他の構成及び当該構成による作用は先の実施形態と同様である。
【００６２】
本実施形態の従局である第２マイクロ波送電ユニット６０−２は、図示しない送受信アンテナ、サーキュレータ６８、アンプ７０、位相変調器７３を有すると共に、分配器７２，位相・振幅調整器７１及び結合器６９からなる漏れキャンセル回路を付加している。
【００６３】
このような漏れキャンセル回路を付加した従局である第２マイクロ波送電ユニット６０−２では、サーキュレータ６８の漏れ６０Ｂと逆相となるように位相調整及び振幅調整を行うことで、サーキュレータ６８の漏れ６０Ｂをうち消すことが可能となる。
【００６４】
上述した各実施形態の位相計測装置は、宇宙太陽発電システムに適用できる他、複数のマイクロ波ユニットを有する各種システムに適用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、主局でキャリア波を送信し、従局で位相変調して再送信し、前記主局で復調し送信信号と受信信号の位相比較を行うことにより、従局に到達しないマイクロ波の影響が抑制された状態で、ユニット間の位相差を検出することにより、ワイヤレスで各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を検出する位相計測装置及び該装置を用いる宇宙太陽発電システムを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による宇宙太陽発電システムに適用され得る位相計測装置の第１実施形態の構成を示す図。
【図２】同実施形態における従局に設けられる位相変調器の一構成例を示す図。
【図３】同実施形態における位相変調器の移相量と周期Ｔとの関係を示す図。
【図４】同実施形態における主局に設けられる位相比較器の構成を示す図。
【図５】本発明による宇宙太陽発電システムに適用され得る位相計測装置の第２実施形態における従局に設けられる位相変調器の構成例を示す図。
【図６】本発明による宇宙太陽発電システムに適用され得る位相計測装置の第５実施形態の構成を示す図。
【図７】本発明による宇宙太陽発電システムに適用され得る位相計測装置の第７実施形態におけるサーキュレータの構成を示す図。
【図８】本発明による宇宙太陽発電システムに適用され得る位相計測装置の第８実施形態におけるサーキュレータの構成を示す図。
【図９】本発明による宇宙太陽発電システムに適用され得る位相計測装置の第９実施形態における主局の構成を示す図。
【図１０】本発明による宇宙太陽発電システムに適用され得る位相計測装置の第１０実施形態における従局の構成を示す図。
【図１１】宇宙太陽発電システムを示す図。
【図１２】宇宙太陽発電システムにおける位相計測を説明する図。
【符号の説明】
３０−１，４０−１，６０−１…第１マイクロ波送電ユニット（主局）、３０−２，４０−２，６０−２…第２マイクロ波送電ユニット（従局）、３１，４１…原振、３２，４２…位相比較器、３３，４３…サーキュレータ、３４，４５…送受信アンテナ、４４…Ｎ倍逓倍器、３５，４６…送受信アンテナ、３６，４７…サーキュレータ、３７…アンプ、３８，３８′，４８…位相変調器、４９…位相補正器、５０…Ｎ倍逓倍器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a phase measurement device and a space solar power generation system using the device.
[0002]
[Prior art]
The space solar power generation system (SSPS) is a system that spreads a huge solar cell panel in outer space and transmits generated electric power to the ground with a microwave or a laser.
[0003]
In such a microwave solar power generation system, a large number of microwave power transmission units are deployed in orbit, and the microwaves from the power transmission units are combined and transmitted to a ground power receiver. In this case, in order to direct the combined beam in a desired direction, it is necessary to align the phases of the original vibrations of the microwave generators used in each unit.
[0004]
These power transmission units are, for example, a scale of several meters or more, and in order to transmit a large amount of power, it is necessary to operate cooperatively with several tens or more and direct the combined beam in a desired direction. It is extremely difficult to connect with each other, and it is very useful to perform phase synchronization between units wirelessly.
[0005]
In connection with the above description, a homodyne transmission / reception circuit is disclosed in Patent Document 1. In Patent Document 1, the signal generating means generates a continuous high-frequency signal that is frequency-modulated. The transmission / reception means transmits the generated high-frequency signal toward the object and receives a reflected signal from the object. The first frequency mixing means performs a frequency conversion by receiving a part of the high-frequency signal and mixing it with the reflected signal as a local oscillation signal. The second frequency mixing unit has substantially the same configuration as the first frequency mixing unit, and inputs a part of the high-frequency signal as a local oscillation signal without inputting the reflected signal. The subtracting unit subtracts the output of the second frequency mixing unit from the output of the first frequency mixing unit. In this way, the influence of comb-like noise generated in the frequency conversion output by the modulation component of the FM-modulated local oscillation signal and its high frequency component is eliminated.
[0006]
A radio wave ranging method is disclosed in Patent Document 2. In Patent Document 2, an FM signal whose frequency changes with time is emitted as a radio wave from a transmission antenna toward an object, and the radio wave reflected by the object is received and processed by the reception antenna. The distance is detected. Specifically, the signal based on the received radio wave is multiplied by the FM signal emitted from the transmission side, and the low-frequency component of the signal obtained as a result is selected by a filter, and the radio wave from the transmission antenna to the reception antenna through the object is selected. A signal including a delayed phase component resulting from the propagation distance is obtained. The distance is detected based on the amount of change in the delay phase component in this signal.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-118914
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-56371
[Problems to be solved by the invention]
In the demonstration test of the space solar power generation system, as shown in FIG. 11, a large number of microwave power transmission units 1-1, 1-2 to 1-n are deployed in orbit, and each unit 1-1, 1-2 to 1- It is assumed that microwaves from n are synthesized and a microwave beam is transmitted to a power receiver (rectenna) 3 on the ground 2. In this case, in order to direct the combined beam in a desired direction, it is necessary to achieve phase synchronization in each of the units 1-1, 1-2 to 1-n.
[0010]
As a method of phase synchronization, for example, as shown in FIG. 12, for example, the first microwave power transmission unit 1-1 that is the master station has the original oscillation 4, and is the slave station, for example, the second microwave power transmission unit 1-2 side. It is conceivable that the phase correction circuit 5 is provided and the phase correction circuit 5 performs phase correction between the units.
[0011]
In this SSPS demonstration test, each microwave power transmission unit is automatically deployed, so it is difficult to connect the units with a microwave cable, so phase synchronization between microwave beams transmitted from each unit to the ground wirelessly The technology to take is very useful.
[0012]
However, since the phase changes depending on the distance between the units, it is indispensable to measure the phase difference between the microwave beams transmitted from each unit to the ground with high accuracy within several degrees.
[0013]
An object of the present invention is to provide a phase measurement device that detects a phase difference between microwave beams transmitted from each unit to the ground wirelessly and a space solar power generation system using the device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a phase measurement device according to the present invention is a phase measurement device applied to a system having a plurality of microwave units, and is the same as a microwave beam transmitted to the ground by a microwave unit of a main station. A means for transmitting a carrier wave generated from a vibration through a circulator and a transmission / reception antenna, and receiving the carrier wave through a transmission / reception antenna and a circulator by a microwave unit of a slave station, and modulating the phase by a phase modulator. , Having means for retransmitting via a transmission / reception antenna, receiving and demodulating via the transmission / reception antenna and circulator by the microwave unit of the main station, and comparing the phase of the carrier wave and the received signal by a phase comparator by performing, detecting the phase difference between the microwave beam to power on the ground from each unit Means for receiving the carrier wave transmitted from the microwave unit of the master station via a transmission / reception antenna and a circulator by the microwave unit of the slave station and detecting the carrier wave from the microwave unit of the master station. It has a means for correcting the phase of the carrier wave based on the phase difference and outputting it to the microwave beam power transmitting section .
[0015]
According to the phase measurement apparatus of the present invention, the microwave unit of the main station is in a state in which the influence of the microwave that does not reach the slave station is suppressed, and a phase comparison is performed between the microwave beams transmitted from each unit to the ground . It becomes possible to detect the phase difference.
[0016]
In order to achieve the above object, a space solar power generation system according to the present invention is a space in which a plurality of microwave power transmission units are deployed on an orbit, and a microwave beam is transmitted to the ground side by combining the microwaves from each unit. In the solar power generation system,
The microwave transmission unit of the master station has means for transmitting a carrier wave generated from the same source vibration as the microwave beam transmitted to the ground, and the microwave transmission unit of the slave station is from the microwave transmission unit of the master station. Means for receiving a carrier wave, phase-modulating the carrier wave and retransmitting the carrier wave to the microwave power transmission unit of the master station, wherein the microwave power transmission unit of the master station receives a received signal from the microwave power transmission unit of the slave station The phase difference between the microwave beams transmitted from each unit to the ground by performing phase comparison between the carrier wave for the microwave transmission unit of the slave station and the received signal from the microwave transmission unit of the slave station have a means for detecting the microwave unit of the slave station, transmitted from the microwave transmission unit of the main station the The Yaria waves received via receiving antenna, the circulator, having means for outputting the microwave beam transmitting portion and the phase correcting the carrier wave based on the phase difference detected by the microwave power transmission unit of the main station It is characterized by.
[0017]
According to the space solar power generation system of the present invention, a microwave beam transmitted from each unit to the ground by performing phase comparison in a state where the influence of the microwave that does not reach the slave station is suppressed. It is possible to detect the phase difference between the two.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a phase measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
The phase measurement device of the present embodiment is realized by deploying a plurality of microwave power transmission units on an orbit, and combining them into a space solar power generation system that transmits a microwave beam to the ground side. Has been.
[0020]
As shown in FIG. 1, when the first microwave power transmission unit 30-1 is a master station and the second microwave power transmission unit 30-2 is a slave station, the first microwave power transmission unit 30-1 as the master station is , An original oscillation 31, a phase comparator 32, a circulator 33, and a transmission / reception antenna 34 The second microwave power transmission unit 30-2, which is a slave station, includes a transmission / reception antenna 35, a circulator 36, an amplifier 37, and a phase modulator 38, and has a frequency f1 from the first microwave power transmission unit 30-1 that is a main station. A carrier wave is transmitted, phase-modulated by the second microwave power transmission unit 30-2 as a slave station, and retransmitted, and demodulated by the first microwave power transmission unit 30-1 as a master station, and the phases of the transmission signal and the reception signal By performing the comparison, the phase difference between the units is detected.
[0021]
Here, for example, a line switching type QPSK modulator is used as the phase modulator 38 included in the second microwave power transmission unit 30-2 which is a slave station. This line switching type QPSK modulator is configured, for example, as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 3, by switching a plurality of phase shifters 38B, 38C, 38F, and 38G having different phase shift amounts as SPDT (Single Pole Double Throw) switches 38A, 38D, 38E, and 38H as multi-contact switches. In addition, the phase α is shifted by the amount of phase shift determined by the switched phase shifters 38B, 38C, 38F, and 38G. As the phase change pattern in FIG. 3, the phase shift amount in FIG. 3 (a), FIG. 3 (b), or FIG. 3 (a) is added, or FIG. 3 (b). Any of the above-mentioned values obtained by adding a constant value to the amount of phase shift of the
[0022]
Further, the phase comparator 32 provided in the first microwave power transmission unit 30-1 as the main station is configured to pass the IQ homodyne signal through a filter, for example, as shown in FIG. , A multiplier 32B, a 90 ° phase shifter 32C, a multiplier 32D, a power distributor 32E, a bandpass filter (BPF) 32F, and a bandpass filter (BPF) 32G, and obtain IQ homodyneed I and Q signals These are passed through a band-pass filter (BPF) 32F and a band-pass filter (BPF) 32G, respectively.
[0023]
Calculation of phase difference detection is performed as follows.
[0024]
Sampling the IQ signal,
Φ = tan ⁻¹ (Q / I) when I ≧ 0,
Φ = tan ⁻¹ (Q / I) + 180 ° when I <0 and Q ≧ 0,
When I <0 and Q <0, φ = tan ⁻¹ (Q / I) −180 °
Calculate
[0025]
It is assumed that 2θ = φ−α. Where α is the phase shifted by the phase modulator.
[0026]
In order to calculate 2θ from θ, the same measurement is performed at a slightly separated frequency f2, and the phase difference θ is calculated by the following processing.
[0027]
θ (f1) = f1 × (2θ (f1) −2θ (f2)) / (2 × (f1−f2))
As described above, in the present embodiment, a carrier wave is transmitted by the first microwave power transmission unit 30-1 that is the master station, and the line switching type QPSK modulator of the second microwave power transmission unit 30-2 that is the slave station. 38, phase-modulate and retransmit, and the phase comparator 32 of the first microwave power transmission unit 30-1 as the main station obtains an I signal and a Q signal obtained by IQ homodyneing the transmission signal and the reception signal, Since the phase difference between the units is detected by passing through each filter, the microwave that does not reach the slave station becomes a DC component by homodyne and is blocked by the bandpass filter (BPF) 32F and the bandpass filter (BPF) 32G. However, since the modulated wave that has reached the second microwave power transmission unit 30-2 that is the slave station is transmitted, the microwave that does not reach the slave station, that is, , It is possible to phase measurement which suppresses the influence of radio wave 39C such reflected radio wave 39B or the radio wave reflecting object 39 which is reflected by the leakage electric wave 39A and transceiver antenna 34 of the circulator 33.
[0028]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described.
[0029]
In the present embodiment, a phase modulator 38 'shown in FIG. 5 is used in place of the line switching type QPSK modulator 38 of the first embodiment, and other configurations and the operation of the configuration are the same as those of the first embodiment. It is the same.
[0030]
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a phase modulator 38 that switches a plurality of phase shifters 38J, 38K, 38L, and 38M having different phase shift amounts as a multi-contact switch using an SP4T (Single Pole 4-Throw) switch. By using ′, similarly to the modulator 38 of the first embodiment, the phase α1 can be shifted by the amount of phase shift determined by the switched phase shifters 38J, 38K, 38L, and 38M.
[0031]
In this case, compared with SPDT as the multi-contact switch shown in FIG. 2, the SP4T which is the multi-contact switch of this embodiment is reduced from four in SPDT to two as shown in FIG. As a result, the control becomes easy and the portion through which the microwave passes can be reduced, and the loss of the modulator can be reduced.
[0032]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described.
[0033]
In the present embodiment, the phase shifter in which the phase shift amount in the modulators 38 and 38 ′ of the first and second embodiments is fixed is replaced with a phase shifter with a phase trimmer. The effect | action by a structure is the same as that of 1st, 2nd embodiment.
[0034]
According to this embodiment, even when a phase shift amount deviating from the design occurs in the modulator, the phase shifter of the phase shifter can adjust the shift.
[0035]
Also, when the carrier frequency from the main station is changed, the amount of phase shift changes, but if the changed phase shift amount is within the adjustment range by the phase trimmer of the phase shifter, the adjustment corresponding to the change of the carrier frequency Is possible.
[0036]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described.
[0037]
In this embodiment, the QPSK modulator in the previous embodiment is replaced with an nPSK modulator (n is an integer of 2 or more) as a modulator that performs phase switching of two or more integer stages. The effect | action by the said structure is the same as that of previous embodiment.
[0038]
In the previous embodiment, in the case of the QPSK modulator, a phase difference detection error proportional to the switching phase of 90 ° occurs, but the number of stages is increased as in the nPSK modulator (n is an integer of 2 or more) of the present embodiment. By using the modulator, the phase difference detection error can be reduced.
[0039]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0040]
As shown in FIG. 6, when the first microwave power transmission unit 40-1 is a master station and the second microwave power transmission unit 40-2 is a slave station, the first microwave power transmission unit 40-1 as the master station is , An original oscillation 41, a phase comparator 42, a circulator 43 and a transmission / reception antenna 45 and an N-times multiplier 44. The second microwave power transmission unit 40-2 as a slave station includes a transmission / reception antenna 46, a circulator 47, and a phase modulator 48, and also includes a phase corrector 49 and an N multiplier 50.
[0041]
With this configuration, a carrier wave having a frequency f0 is transmitted from the first microwave power transmission unit 40-1 serving as the master station, and phase-modulated and retransmitted by the second microwave power transmission unit 40-2 serving as the slave station. The phase difference between the units is detected by demodulating by the first microwave power transmission unit 34-1 and comparing the phase of the transmission signal and the reception signal.
[0042]
Here, the N multiplier 44 of the first microwave power transmission unit 40-1 as the main station multiplies the carrier wave of the frequency fo of the original vibration 41 by N, and this Nfo is not shown in the figure by microwave beam power transmission. To the output. The phase corrector 49 and the N multiplier 50 of the second microwave power transmission unit 40-2, which is a slave station, N-multiplies the carrier wave of the frequency f0 received from the circulator 47, and this Nf0 is not shown in the drawing. Output to wave beam power transmission unit.
[0043]
As described above, in this embodiment, in addition to detecting the phase difference between the units, the frequency of the original vibration 41 is set to 1 / N of the frequency of the microwave beam to be transmitted, and is multiplied by N until the unit output. I have to.
[0044]
Thereby, since the frequency of the phase difference detection between units differs from the frequency of microwave beam power transmission, these mutual interference can be avoided. Since the N multiplier multiplies the phase by N, particularly when n = 2, the inter-unit phase difference 2θ (fo) obtained at one frequency of the carrier wave is set to θ (2fo), and the second station is the slave station. It becomes possible to use for the phase correction of 2 microwave transmission unit 40-2.
[0045]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described.
[0046]
In the present embodiment, the output of the phase comparator is sampled at the master station for a time that is an integral multiple of T in a state where the phase modulator of the slave station is repeatedly operated at a constant period (corresponding to the period T in FIG. 3). Calculate the value avg (φ),
2θ = avg (φ) −avg (α)
The other configuration and the operation of the configuration are the same as those of the previous embodiment. Here, for example, when the phase shift amount of the phase modulator is FIG. 3 (a) or FIG. 3 (b),
avg (α) = 180 °
It is.
[0047]
If φ is indefinite at the time of phase switching, it may be removed from averaging if the change in φ is equal to or greater than a threshold value.
[0048]
According to the present embodiment, even when time synchronization between units cannot be maintained, 2θ can be calculated and 2θ is detected using avg (φ) obtained by averaging φ. The influence of noise can be reduced.
[0049]
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0050]
In the present embodiment, the circulator in the previous embodiment is a basic circulator 51 including, for example, three circulator elements 53 shown in FIG. 7, and the other configurations and the operation of the configuration are the same as in the previous embodiments. It is.
[0051]
According to the present embodiment, the circulator on the main station side is of a delta type, so that leakage at the circulator can be reduced during phase difference detection, and errors in phase difference detection can be reduced. In addition, if the microwave that does not reach the slave station including leakage at the circulator is strong, the multiplier 32B and the multiplier 34B in FIG. 4 may be saturated, which may cause an error. In this case, there is an error reduction effect.
[0052]
Also, by using it on the slave station side, the retransmission amplifier cannot amplify more than the isolation of the circulator for suppressing waveform distortion and oscillation, but it becomes possible to increase the gain of the amplifier by increasing the isolation. .
[0053]
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0054]
In this embodiment, the circulator on the main station side in the previous embodiment is a delta circulator 52 including, for example, a circulator element 53 and an isolator element 54 shown in FIG. This is the same as the previous embodiment.
[0055]
The number of isolator elements 54 is arbitrary, but the greater the number of isolator elements 54, the stronger the isolation.
[0056]
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0057]
In the present embodiment, a leakage cancel circuit is added in parallel with the circulator on the master station side in the previous embodiment to enhance isolation and reduce microwaves that do not reach the slave station. The effect | action by the said structure is the same as that of previous embodiment.
[0058]
The first microwave power transmission unit 60-1, which is the main station of the present embodiment, includes an original vibration 61, a circulator 64, a phase comparator 66 and a transmission / reception antenna 67, as well as a distributor 62, a phase / amplitude adjuster 63 and a coupling. A leakage canceling circuit comprising a device 65 is added.
[0059]
In the first microwave power transmission unit 60-1, which is the main station to which such a leakage cancellation circuit is added, by performing phase adjustment and amplitude adjustment, a microwave that does not reach the slave station, that is, the leaked radio wave 60A of the circulator 64, The radio wave 60B reflected by the transmission / reception antenna 67, the radio wave 60D reflected by the radio wave reflector 60C, etc. can be erased.
[0060]
(10th Embodiment)
Next, a tenth embodiment of the phase measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
[0061]
In this embodiment, a leakage cancel circuit is added in parallel with the circulator on the slave station side in the previous embodiment to enhance isolation, and the other configurations and the operation of the configuration are the same as those in the previous embodiment. It is the same.
[0062]
The second microwave power transmission unit 60-2, which is a slave station of the present embodiment, includes a transmission / reception antenna, a circulator 68, an amplifier 70, and a phase modulator 73 (not shown), as well as a distributor 72, a phase / amplitude adjuster 71, and a coupler. A leakage cancellation circuit consisting of 69 is added.
[0063]
In the second microwave power transmission unit 60-2 which is a slave station to which such a leakage cancellation circuit is added, the leakage 60B of the circulator 68 is adjusted by adjusting the phase and the amplitude so as to be in reverse phase to the leakage 60B of the circulator 68. Can be erased.
[0064]
The phase measurement apparatus of each embodiment described above can be applied to various systems having a plurality of microwave units in addition to being applicable to a space solar power generation system.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a carrier wave is transmitted from a master station, phase-modulated by a slave station, retransmitted, demodulated by the master station, and a phase comparison between a transmission signal and a reception signal is performed. A phase measuring device and a device for detecting a phase difference between microwave beams transmitted from each unit to the ground wirelessly by detecting a phase difference between the units in a state where the influence of microwaves that do not reach is suppressed The space solar power generation system to be used can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of a phase measurement apparatus that can be applied to a space solar power generation system according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a phase modulator provided in a slave station in the embodiment.
FIG. 3 is a view showing a relationship between a phase shift amount of a phase modulator and a period T in the same embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a phase comparator provided in the main station in the same embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a phase modulator provided in a slave station in a second embodiment of a phase measurement device that can be applied to the space solar power generation system according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a fifth embodiment of a phase measurement apparatus that can be applied to the space solar power generation system according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a circulator in a seventh embodiment of a phase measuring apparatus that can be applied to the space solar power generation system according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a circulator in an eighth embodiment of a phase measuring apparatus that can be applied to the space solar power generation system according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a main station in a ninth embodiment of a phase measuring apparatus that can be applied to the space solar power generation system according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a slave station in a tenth embodiment of a phase measurement apparatus that can be applied to the space solar power generation system according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing a space solar power generation system.
FIG. 12 is a diagram illustrating phase measurement in the space solar power generation system.
[Explanation of symbols]
30-1, 40-1, 60-1 ... 1st microwave power transmission unit (master station), 30-2, 40-2, 60-2 ... 2nd microwave power transmission unit (slave station), 31, 41 ... original 32, 42 ... phase comparator, 33, 43 ... circulator, 34, 45 ... transmission / reception antenna, 44 ... N multiplier, 35, 46 ... transmission / reception antenna, 36, 47 ... circulator, 37 ... amplifier, 38, 38 ′, 48... Phase modulator, 49... Phase corrector, 50.

Claims

複数のマイクロ波ユニットを有するシステムに適用される位相計測装置において、
主局のマイクロ波ユニットで地上に送電するマイクロ波ビームと同じ原振から生成されるキャリア波をサーキュレータ及び送受信アンテナを介して送信する手段を有し、従局のマイクロ波ユニットで前記キャリア波を送受信アンテナ、サーキュレータを介して受信し位相変調器により位相変調してサーキュレータ、送受信アンテナを介して再送信する手段を有し、前記主局のマイクロ波ユニットで送受信アンテナ、サーキュレータを介して受信、復調し、位相比較器にて前記キャリア波と前記受信信号の位相比較を行うことにより、各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を検出する手段を有し、前記従局のマイクロ波ユニットで、前記主局のマイクロ波ユニットから送信された前記キャリア波を送受信アンテナ、サーキュレータを介して受信し、前記主局のマイクロ波ユニットで検出した前記位相差に基づいて前記キャリア波を位相補正してマイクロ波ビーム送電部に出力する手段を有することを特徴とする位相計測装置。In a phase measurement device applied to a system having a plurality of microwave units,
It has means to transmit the carrier wave generated from the same source vibration as the microwave beam transmitted to the ground by the microwave unit of the master station via the circulator and the transmission / reception antenna, and the carrier wave is transmitted / received by the microwave unit of the slave station Receiving via antenna and circulator, phase modulation by phase modulator, and means for re-transmission via circulator and transmitting / receiving antenna, receiving and demodulating by main unit microwave unit via transmitting / receiving antenna and circulator The phase detector compares the phase of the carrier wave and the received signal, thereby detecting a phase difference between the microwave beams transmitted from each unit to the ground. The carrier wave transmitted from the microwave unit of the main station Received via the regulator, a phase measuring apparatus characterized by having a means for outputting the microwave beam transmitting portion and the phase correcting the carrier wave based on the phase difference detected by the microwave unit of the main station .

請求項１における前記従局のマイクロ波ユニットの前記位相変調器は、２以上の整数段の位相切り替えを行うものであることを特徴とする位相計測装置。 2. The phase measuring apparatus according to claim 1, wherein the phase modulator of the microwave unit of the slave station performs phase switching of two or more integer stages.

請求項１若しくは２における前記従局のマイクロ波ユニットの前記位相変調器は、複数の移相器を多接点スイッチで切り替えるものであることを特徴とする位相計測装置。 3. The phase measuring apparatus according to claim 1, wherein the phase modulator of the microwave unit of the slave station switches a plurality of phase shifters with a multi-contact switch.

請求項３における前記移相器のうち、少なくとも一つがフェーズトリマ付き移相器であることを特徴とする位相計測装置。 4. The phase measuring device according to claim 3, wherein at least one of the phase shifters is a phase shifter with a phase trimmer.

請求項１乃至４における前記主局のマイクロ波ユニットの前記位相比較器は、受信信号からホモダイン処理しＩＱ信号を得るものであり、ＩＱ信号をサンプリングして求まる位相φから、変調器の移相量αを減じて，各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を得ることを特徴とする位相計測装置。 5. The phase comparator of the microwave unit of the main station according to claim 1, wherein the IQ signal is obtained by homodyne processing from a received signal, and a phase shift of the modulator is obtained from a phase φ obtained by sampling the IQ signal. A phase measuring device that obtains a phase difference between microwave beams transmitted from each unit to the ground by reducing the amount α.

請求項５におけるφに代えて、ＩＱ信号をサンプリングして求まる位相φの位相シフト周期の整数倍の時間の平均値から、変調器の移相量αの位相シフト周期の整数倍の時間の平均値を減じて，各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を得ることを特徴とする位相計測装置。 6. Instead of φ in claim 5, an average value of an integral multiple of the phase shift period of the phase shift amount α of the modulator from an average value of an integral multiple of the phase shift period of the phase φ obtained by sampling the IQ signal. A phase measurement device that obtains a phase difference between microwave beams transmitted from each unit to the ground by subtracting the value.

請求項１乃至６における前記主局のマイクロ波ユニットの前記サーキュレータは、デルタ型サーキュレータであることを特徴とする位相計測装置。 7. The phase measuring device according to claim 1, wherein the circulator of the microwave unit of the main station according to claim 1 is a delta circulator.

請求項１乃至７における前記主局のマイクロ波ユニットが、前記サーキュレータと並列に漏れキャンセル回路とを具備することを特徴とする位相計測装置。 8. The phase measuring apparatus according to claim 1, wherein the microwave unit of the main station includes a leakage cancellation circuit in parallel with the circulator.

複数のマイクロ波送電ユニットを軌道上で展開し、各ユニットからのマイクロ波を合成して地上側にマイクロ波ビームを送電する宇宙太陽発電システムにおいて、
主局のマイクロ波送電ユニットは地上に送電するマイクロ波ビームと同じ原振から生成されるキャリア波を送信する手段を有し、従局のマイクロ波送電ユニットは前記主局のマイクロ波送電ユニットからのキャリア波を受信し該キャリア波を位相変調して前記主局のマイクロ波送電ユニットに再送信する手段を有し、前記主局のマイクロ波送電ユニットは前記従局のマイクロ波送電ユニットからの受信信号を復調し、前記従局のマイクロ波送電ユニットに対する前記キャリア波と前記従局のマイクロ波送電ユニットからの前記受信信号との位相比較を行うことにより各ユニットから地上に送電するマイクロ波ビーム間の位相差を検出する手段を有し、前記従局のマイクロ波送電ユニットは、前記主局のマイクロ波送電ユニットから送信された前記キャリア波を送受信アンテナ、サーキュレータを介して受信し、前記主局のマイクロ波送電ユニットで検出した前記位相差に基づいて前記キャリア波を位相補正してマイクロ波ビーム送電部に出力する手段を有することを特徴とする宇宙太陽発電システム。In a space solar power generation system that deploys multiple microwave power transmission units in orbit, synthesizes the microwaves from each unit and transmits the microwave beam to the ground side,
The microwave transmission unit of the master station has means for transmitting a carrier wave generated from the same source vibration as the microwave beam transmitted to the ground, and the microwave transmission unit of the slave station is from the microwave transmission unit of the master station. Means for receiving a carrier wave, phase-modulating the carrier wave and retransmitting the carrier wave to the microwave power transmission unit of the master station, wherein the microwave power transmission unit of the master station receives a received signal from the microwave power transmission unit of the slave station The phase difference between the microwave beams transmitted from each unit to the ground by performing phase comparison between the carrier wave for the microwave transmission unit of the slave station and the received signal from the microwave transmission unit of the slave station have a means for detecting the microwave power transmission unit of the slave station, transmitted from the microwave transmission unit of the main station Serial reception antenna carrier wave, received through the circulator has a means for outputting the microwave beam transmitting portion and the phase correcting the carrier wave based on the phase difference detected by the microwave power transmission unit of the main station Space solar power generation system characterized by that.

請求項９における前記主局のマイクロ波送電ユニットの原振周波数が、前記マイクロ波送電ユニットから送電されるマイクロ波の周波数のＮ分の１の周波数であることを特徴とする宇宙太陽発電システム。 10. The space solar power generation system according to claim 9, wherein an original frequency of the microwave transmission unit of the main station in claim 9 is a frequency of 1 / N of a frequency of a microwave transmitted from the microwave transmission unit.