JP3576478B2

Movatterモバイル変換

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Publication number: JP3576478B2
Application number: JP2000334848A
Authority: JP
Inventors: 剛富士
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: JP2002141849A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、航空機やヘリコプタなどの航空移動体に搭載された移動体衛星通信用アンテナの交差偏波を補償する移動体衛星通信装置及び移動体衛星通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の移動体衛星通信装置を示す構成図であり、図において、１は情報を変復調する変復調装置、２は変復調装置１から出力された変調信号の周波数を中間周波数から無線周波数に変換する送信周波数変換器、３は送信周波数変換器２により周波数変換された変調信号を衛星に向けて送信する送信アクティブフェーズドアレイアンテナ（以下、送信ＡＰＡＡという）、４は変調信号（逆偏波）を終端する終端器である。
【０００３】
５は衛星から送信された無線周波数の変調信号を受信する受信アクティブフェーズドアレイアンテナ（以下、受信ＡＰＡＡという）、６は受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号（正偏波）の周波数を無線周波数から中間周波数に変換する受信周波数変換器、７は変調信号（逆偏波）を終端する終端器、８は移動体の絶対位置を検出する機体位置センサー、９は機体位置センサー８により検出された移動体の絶対位置に基づいて送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向方向を制御するアンテナ制御装置である。
【０００４】
図４は送信ＡＰＡＡ３の内部構成を示す構成図であり、図において、１１は送信周波数変換器２により周波数変換された変調信号を分波する分波器（以下、ＤＩＶという）であり、送信ＡＰＡＡ３を構成する素子アンテナ２０の素子数分だけ分波する。１２は終端器４により終端された変調信号を分波する分波器（以下、ＤＩＶという）であり、送信ＡＰＡＡ３を構成する素子アンテナ２０の素子数分だけ分波する。
１３はＤＩＶ１１により分波された変調信号とＤＩＶ１２により分波された変調信号とを入力して送信処理を実行する送信ＡＰＡＡモジュールであり、送信ＡＰＡＡモジュール１３はアンテナ性能を満足できる数だけ設けられている。
【０００５】
１４はＤＩＶ１１により分波された変調信号とＤＩＶ１２により分波された変調信号を位相合成する９０°位相合成器（以下、９０°ＨＹＢという）、１５，１６は９０°ＨＹＢ１４の出力信号を位相シフトする可変移相器（以下、Ｐ／Ｓという）、１７，１８はＰ／Ｓ１５，１６の出力信号を増幅する大電力増幅器（以下、ＨＰＡという）、１９はＨＰＡ１７，１８の出力信号を位相合成する９０°位相合成器（以下、９０°ＨＹＢという）、２０は電波を送信する素子アンテナである。
【０００６】
図５は受信ＡＰＡＡ５の内部構成を示す構成図であり、図において、２１は衛星から送信される電波を受信する受信ＡＰＡＡモジュールであり、受信ＡＰＡＡモジュール２１は受信アンテナの性能を満足できる数だけ設けられている。
２２は電波を受信する素子アンテナ、２３は素子アンテナ２２の出力信号を位相合成する９０°位相合成器（以下、９０°ＨＹＢという）、２４，２５は９０°ＨＹＢ２３の出力信号を増幅する低雑音増幅器（以下、ＬＮＡという）、２６，２７はＬＮＡ２４，２５の出力信号を位相シフトする可変移相器（以下、Ｐ／Ｓという）、２８はＰ／Ｓ２６，２７の出力信号を位相合成する９０°位相合成器（以下、９０°ＨＹＢという）、２９は複数の受信ＡＰＡＡモジュール２１から出力された変調信号（正偏波）を合成する合成器（以下、ＣＯＭＢという）、３０は複数の受信ＡＰＡＡモジュール２１から出力された変調信号（逆偏波）を合成する合成器（以下、ＣＯＭＢという）である。
【０００７】
次に動作について説明する。
変復調装置１が衛星通信地球局等に送信する情報を中間周波数の変調信号に変調すると、送信周波数変換器２が変調信号の周波数を中間周波数から無線周波数に変換して、送信ＡＰＡＡ３の垂直偏波端子に出力する。
これにより、送信ＡＰＡＡ３から無線周波数の変調信号が衛星に向けて送信される。
【０００８】
一方、受信ＡＰＡＡ５が衛星から送信された無線周波数の変調信号を受信すると、受信周波数変換器６が受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号の周波数を無線周波数から中間周波数に変換し、変復調装置１が当該変調信号を復調することにより、衛星を経由して衛星通信地球局等から送信された情報を再生する。
【０００９】
移動体衛星通信装置が移動体に搭載されている場合（図６を参照）、衛星との相対位置が時々刻々と変化するため、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム方向を常に衛星に向ける必要がある。
そこで、機体位置センサー８が移動体の絶対位置を検出すると、アンテナ制御装置９が機体位置センサー８により検出された絶対位置を示す情報と、予め設定されている衛星の位置情報とに基づいてアンテナの指向方向を計算し、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向性を制御する。
即ち、送信ＡＰＡＡ３のＰ／Ｓ１５，１６と受信ＡＰＡＡ５のＰ／Ｓ２６，２７の移相量を調整して、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向方向を変更する。この場合、Ｐ／Ｓ１５，１６とＰ／Ｓ２６，２７の移相量調整は、垂直・水平偏波の識別度が低下しないように実施される。
【００１０】
ここでは、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５が正偏波として垂直偏波Ｖを使用し、逆偏波として水平偏波Ｈを使用するものについて示しているが、垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈは図７に示すような関係を有している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動体衛星通信装置は以上のように構成されているので、移動体の移動方向が水平方向のみに限定されれば、偏波面を補正する必要がないが、航空機やヘリコプタのように３次元的に移動する移動体に搭載された場合、アンテナビームを衛星方向に指向させても、交差偏波の偏波面にずれが発生するため、受信ＡＰＡＡ５から受信周波数変換器６に出力される変調信号（正偏波）に逆偏波の漏れ込みが発生して、受信信号の劣化が生じる課題があった。
また、送信ＡＰＡＡ３から出力される信号の交差偏波面がずれると、送信信号が他信号へ干渉する状況が発生する課題があった。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、３次元的に移動する移動体に搭載された場合でも、受信信号の劣化や他信号への干渉を防止することができる移動体衛星通信装置及び移動体衛星通信方法を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動体衛星通信装置は、アクティブフェーズドアレイアンテナにより受信された無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出する電力検出器を設け、変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その電力検出器により検出された逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいてアクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る移動体衛星通信装置は、電力検出器により検出される逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるようにしたものである。
【００１５】
この発明に係る移動体衛星通信装置は、電力検出器により検出される逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が水平偏波信号の電力であるようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る移動体衛星通信方法は、アクティブフェーズドアレイアンテナが無線周波数信号を受信すると、その無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出するとともに、変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいてアクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御するようにしたものである。
【００１７】
この発明に係る移動体衛星通信方法は、逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る移動体衛星通信方法は、逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、正偏波の電力が水平偏波信号の電力であるようにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動体衛星通信装置を示す構成図であり、図において、１は情報を変復調する変復調装置、２は変復調装置１から出力された変調信号の周波数を中間周波数から無線周波数に変換する送信周波数変換器である。なお、変復調装置１と送信周波数変換器２から変復調器が構成されている。
３は送信周波数変換器２により周波数変換された変調信号（無線周波数信号）を衛星に向けて送信する送信ＡＰＡＡ（アクティブフェーズドアレイアンテナ）、４は変調信号（逆偏波）を終端する終端器である。
【００２０】
５は衛星から送信された無線周波数の変調信号（無線周波数信号）を受信する受信ＡＰＡＡ（アクティブフェーズドアレイアンテナ）、６は受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号（正偏波）の周波数を無線周波数から中間周波数に変換する受信周波数変換器、８は移動体の絶対位置を検出する機体位置センサー、９は機体位置センサー８により検出された移動体の絶対位置に基づいて送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向方向及び偏波面を制御するアンテナ制御装置である。
【００２１】
３１は受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号に含まれる逆偏波の電力を検出する電力検出器、３２は変復調装置１から出力された変調信号（正偏波）の電力を検出し、その正偏波の電力と逆偏波の電力を考慮して偏波面を制御する偏波面制御部（制御手段）である。
図２はこの発明の実施の形態１による移動体衛星通信方法を示すフローチャートである。
【００２２】
次に動作について説明する。
変復調装置１が衛星通信地球局等に送信する情報を中間周波数の変調信号に変調すると、送信周波数変換器２が変調信号の周波数を中間周波数から無線周波数に変換して、送信ＡＰＡＡ３の垂直偏波端子に出力する。
これにより、送信ＡＰＡＡ３から無線周波数の変調信号が衛星に向けて送信される。
【００２３】
一方、受信ＡＰＡＡ５が衛星から送信された無線周波数の変調信号を受信すると、受信周波数変換器６が受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号の周波数を無線周波数から中間周波数に変換し、変復調装置１が当該変調信号を復調することにより、衛星通信地球局等から送信された情報を再生する。
【００２４】
移動体衛星通信装置が移動体に搭載されている場合（図６を参照）、衛星との相対位置が時々刻々と変化するため、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム方向を常に衛星に向ける必要がある。
そこで、機体位置センサー８が移動体の絶対位置を検出すると、アンテナ制御装置９が従来例と同様に、機体位置センサー８により検出された絶対位置を示す情報と、予め設定されている衛星の位置情報とに基づいてアンテナの指向方向を計算し、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向性を制御する。
即ち、送信ＡＰＡＡ３のＰ／Ｓ１５，１６と受信ＡＰＡＡ５のＰ／Ｓ２６，２７の移相量を調整して、送信ＡＰＡＡ３及び受信ＡＰＡＡ５のビーム指向方向を変更する。
【００２５】
しかし、移動体の絶対位置だけに基づいてビーム指向性を制御しても、航空機やヘリコプタのように３次元的に移動する移動体に搭載された場合、交差偏波の偏波面にずれが発生する。
この実施の形態１では、偏波面のずれを解消するため、下記のようにして送信ＡＰＡＡ３のＰ／Ｓ１５，１６と受信ＡＰＡＡ５のＰ／Ｓ２６，２７の移相量を補正する。
【００２６】
即ち、受信ＡＰＡＡ５が衛星から送信された無線周波数の変調信号を受信すると（ステップＳＴ１）、電力検出器３１が受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号に含まれる逆偏波（水平偏波信号）の電力を検出する（ステップＳＴ２）。
一方、偏波面制御部３２は、変復調装置１から出力された信号である正偏波（垂直偏波信号）の電力を検出する（ステップＳＴ３）。
【００２７】
そして、偏波面制御部３２は、逆偏波の電力が第１の基準電力より大きい場合、交差偏波の偏波面にずれが発生している可能性が高いので、逆偏波電力と第１の基準電力を比較する（ステップＳＴ４）。
ただし、逆偏波の電力が第１の基準電力より大きい場合でも、正偏波の電力が第２の基準電力より大きい場合には、偏波面のずれが発生したのではなく、単に受信ＡＰＡＡ５により受信された変調信号の電力が増加しただけの可能性が高いので、正偏波電力と第２の基準電力を比較する（ステップＳＴ５）。
【００２８】
偏波面制御部３２は、逆偏波の電力が第１の基準電力より大きく、かつ、正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合に限り、ビーム指向性（偏波面）の制御を開始する。即ち、逆偏波の電力が小さくなるようにアンテナ制御装置９を介して送信ＡＰＡＡ３のＰ／Ｓ１５，１６と受信ＡＰＡＡ５のＰ／Ｓ２６，２７の移相量を補正する（ステップＳＴ６）。
【００２９】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、受信ＡＰＡＡ５により受信された無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力と変復調装置１から出力された正偏波の電力を考慮して偏波面を制御するように構成したので、３次元的に移動する移動体に搭載された場合でも、受信信号の劣化や他信号への干渉を防止することができる効果を奏する。
【００３０】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、電力検出器３１により検出される逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、偏波面制御部３２により検出される正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるものについて示したが、電力検出器３１により検出される逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、偏波面制御部３２により検出される正偏波の電力が水平偏波信号の電力であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、アクティブフェーズドアレイアンテナにより受信された無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出する電力検出器を設け、変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その電力検出器により検出された逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいてアクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御するように構成したので、３次元的に移動する移動体に搭載された場合でも、受信信号の劣化や他信号への干渉を防止することができる効果がある。また、不要な偏波面の制御を防止することができる効果がある。
【００３２】
この発明によれば、電力検出器により検出される逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、偏波面のずれの発生等を検出することができる効果がある。
【００３３】
この発明によれば、電力検出器により検出される逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が水平偏波信号の電力であるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、偏波面のずれの発生等を検出することができる効果がある。
【００３４】
この発明によれば、アクティブフェーズドアレイアンテナが無線周波数信号を受信すると、その無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出するとともに、変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいてアクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御するように構成したので、３次元的に移動する移動体に搭載された場合でも、受信信号の劣化や他信号への干渉を防止することができる効果がある。また、不要な偏波面の制御を防止することができる効果がある。
【００３５】
この発明によれば、逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、偏波面のずれの発生等を検出することができる効果がある。
【００３６】
この発明によれば、逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、正偏波の電力が水平偏波信号の電力であるように構成したので、構成の複雑化を招くことなく、偏波面のずれの発生等を検出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による移動体衛星通信装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による移動体衛星通信方法を示すフローチャートである。
【図３】従来の移動体衛星通信装置を示す構成図である。
【図４】送信ＡＰＡＡ３の内部構成を示す構成図である。
【図５】受信ＡＰＡＡ５の内部構成を示す構成図である。
【図６】移動体衛星通信装置が移動体に搭載されている様子を示す説明図である。
【図７】垂直偏波Ｖと水平偏波Ｈの関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１変復調装置（変復調器）、２送信周波数変換器（変復調器）、３送信ＡＰＡＡ（アクティブフェーズドアレイアンテナ）、４終端器、５受信ＡＰＡＡ（アクティブフェーズドアレイアンテナ）、６受信周波数変換器、８機体位置センサー、９アンテナ制御装置、３１電力検出器、３２偏波面制御部（制御手段）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile satellite communication device and a mobile satellite communication method for compensating for cross polarization of a mobile satellite communication antenna mounted on an aeronautical vehicle such as an aircraft or a helicopter.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional mobile satellite communication apparatus. In the figure,reference numeral 1 denotes a modulation / demodulation apparatus for modulating and demodulating information. Atransmission frequency converter 3 transmits a modulated signal frequency-converted by thetransmission frequency converter 2 to a satellite, and transmits a modulated signal (reversely polarized wave) to a satellite. Terminator to terminate.
[0003]
Reference numeral 5 denotes a reception active phased array antenna (hereinafter referred to as reception APAA) for receiving a radio frequency modulation signal transmitted from a satellite, andreference numeral 6 denotes a frequency of a modulation signal (positive polarization) received by the reception APAA 5 which is intermediate from a radio frequency. A receiving frequency converter for converting to a frequency, aterminator 7 for terminating a modulation signal (reverse polarization), a body position sensor 8 for detecting an absolute position of the moving body, and a movingbody 9 detected by the body position sensor 8 Is an antenna controller that controls the beam directing directions of the transmitting APAA3 and the receiving APAA5 based on the absolute positions of the antennas.
[0004]
FIG. 4 is a configuration diagram showing the internal configuration of the transmission APAA 3. In the drawing,reference numeral 11 denotes a demultiplexer (hereinafter, referred to as DIV) for demultiplexing the modulated signal frequency-converted by thetransmission frequency converter 2, and the transmission APAA 3 Are demultiplexed by the number of elements of theelement antenna 20 that constitutes.Reference numeral 12 denotes a splitter (hereinafter, referred to as DIV) for splitting the modulated signal terminated by the terminator 4, and splits the light by the number of elements of theelement antenna 20 constituting the transmission APAA3.
Reference numeral 13 denotes a transmission APAA module which inputs a modulation signal demultiplexed by theDIV 11 and a modulation signal demultiplexed by theDIV 12 and executes transmission processing. Thetransmission APAA modules 13 are provided in a number sufficient to satisfy antenna performance. I have.
[0005]
Reference numeral 14 denotes a 90 ° phase combiner (hereinafter referred to as 90 ° HYB) for phase-combining the modulated signal divided by theDIV 11 and the modulated signal divided by theDIV 12, and 15 and 16 phase shift the output signal of the 90 °HYB 14. Variable phase shifters (hereinafter referred to as P / S), 17 and 18 are high power amplifiers (hereinafter referred to as HPA) for amplifying the output signals of the P /Ss 15 and 16, and 19 is a phase synthesizer for the output signals of theHPAs 17 and 18. A 90 ° phase synthesizer (hereinafter referred to as 90 ° HYB), and 20 is an element antenna for transmitting radio waves.
[0006]
FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of thereceiving APAA 5. In the drawing,reference numeral 21 denotes a receiving APAA module for receiving a radio wave transmitted from a satellite, and the receivingAPAA modules 21 are provided in a number sufficient to satisfy the performance of the receiving antenna. Have been.
Reference numeral 22 denotes an element antenna for receiving a radio wave, 23 denotes a 90 ° phase synthesizer (hereinafter referred to as 90 ° HYB) for phase-combining the output signal of theelement antenna 22, and 24 and 25 denote low-noise amplifying the output signal of the 90 °HYB 23. Amplifiers (hereinafter, referred to as LNAs), 26 and 27 are variable phase shifters (hereinafter, referred to as P / S) for phase-shifting the output signals of theLNAs 24 and 25, and 28 is a phase synthesizer for the output signals of the P /Ss 26 and 27 90 A phase combiner (hereinafter, referred to as 90 ° HYB), 29 is a combiner (hereinafter, referred to as COMB) that combines modulated signals (positively polarized waves) output from the plurality ofreception APAA modules 21, and 30 is a plurality of reception APAAs. This is a combiner (hereinafter, referred to as COMB) that combines the modulated signal (the reverse polarization) output from themodule 21.
[0007]
Next, the operation will be described.
When the modulator /demodulator 1 modulates information transmitted to a satellite communication earth station or the like into a modulation signal of an intermediate frequency, thetransmission frequency converter 2 converts the frequency of the modulation signal from the intermediate frequency to a radio frequency, and the vertical polarization of thetransmission APAA 3 Output to terminal.
Thereby, the modulated signal of the radio frequency is transmitted from the transmitting APAA 3 to the satellite.
[0008]
On the other hand, when the receiving APAA 5 receives the modulated signal of the radio frequency transmitted from the satellite, thereceiving frequency converter 6 converts the frequency of the modulated signal received by thereceiving APAA 5 from the radio frequency to the intermediate frequency, and themodem 1 receives the modulated signal. By demodulating the modulated signal, information transmitted from a satellite communication earth station or the like via a satellite is reproduced.
[0009]
When the mobile satellite communication device is mounted on a mobile body (see FIG. 6), the relative position with respect to the satellite changes every moment, so that the beam directions of the transmitting APAA3 and the receiving APAA5 must always be directed to the satellite. .
Therefore, when the body position sensor 8 detects the absolute position of the moving body, theantenna control device 9 sets the antenna based on the information indicating the absolute position detected by the body position sensor 8 and the preset satellite position information. Is calculated, and the beam directivity of the transmittingAPAA 3 and thereceiving APAA 5 is controlled.
That is, the phase shift amounts of the P /Ss 15 and 16 of the transmittingAPAA 3 and the P /Ss 26 and 27 of the receivingAPAA 5 are adjusted to change the beam directing directions of the transmittingAPAA 3 and the receivingAPAA 5. In this case, the phase shift amounts of the P /Ss 15 and 16 and the P /Ss 26 and 27 are adjusted so that the degree of discrimination between vertical and horizontal polarized waves does not decrease.
[0010]
Here, the transmission APAA3 and the reception APAA5 use the vertical polarization V as the normal polarization and use the horizontal polarization H as the reverse polarization, but the vertical polarization V and the horizontal polarization H are shown in FIG. The relationship shown in FIG.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional mobile satellite communication apparatus is configured as described above, if the moving direction of the mobile body is limited only to the horizontal direction, it is not necessary to correct the polarization plane. When mounted on a moving body that moves in a three-dimensional manner, even if the antenna beam is directed toward the satellite, the polarization plane of the cross-polarized light is shifted, so that the modulation output from the reception APAA 5 to thereception frequency converter 6 is performed. There is a problem that the reverse polarization leaks into the signal (positive polarization) and the received signal is degraded.
Further, when the cross-polarization plane of the signal output from the transmittingAPAA 3 is shifted, there is a problem that the transmitted signal interferes with other signals.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and is capable of preventing deterioration of a received signal and interference with other signals even when mounted on a moving object that moves three-dimensionally. It is an object to obtain a body satellite communication device and a mobile satellite communication method.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A mobile satellite communication device according to the present invention includes a power detector that detects power of reverse polarization included in a radio frequency signal received by an active phased array antenna, and is a radio frequency signaloutput from amodem. When the power of the positive polarization is detected and the power of the positive polarization is smaller than the second reference power, the power of the reverse polarization detected by the power detector becomes larger than the first reference power. The polarization plane of the active phased array antenna is controlledbased on the powers of the polarized wave and the reverse polarized wave .
[0014 ]
In the mobile satellite communication device according to the present invention, the power of the reverse polarization detected by the power detector is the power of the horizontal polarization signal, and the power of the positive polarization detected by the control unit is the power of the vertical polarization signal. It is intended to be electric power.
[0015 ]
In the mobile satellite communication device according to the present invention, the power of the reverse polarization detected by the power detector is the power of the vertical polarization signal, and the power of the positive polarization detected by the control unit is the power of the horizontal polarization signal. It is intended to be electric power.
[0016 ]
The mobile satellite communication method according to the present invention, when the active phased array antenna receives a radio frequency signal, detects the power of the reverse polarization included in the radio frequency signal, and usesthe radio frequency signal output from the modem. If the power of a certain positive polarization is detected and the power of the positive polarization is smaller than the second reference power, and if the power of the reverse polarization is larger than the first reference power, the positive polarization and the reverse polarization are detected. The polarization plane of the active phased array antenna is controlledbased on the power of the antenna.
[0017 ]
In the mobile satellite communication method according to the present invention, the power of the reverse polarization is the power of the horizontal polarization signal, and the power of the positive polarization is the power of the vertical polarization signal.
[0018 ]
In the mobile satellite communication method according to the present invention, the power of the reverse polarization is the power of the vertical polarization signal, and the power of the positive polarization is the power of the horizontal polarization signal.
[0019 ]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a mobile satellite communication apparatus according toEmbodiment 1 of the present invention. In the figure,reference numeral 1 denotes a modem for modulating and demodulating information, and 2 denotes an intermediate frequency of a modulation signal output from themodem 1. This is a transmission frequency converter that converts a frequency into a radio frequency. Note that a modem is configured by themodem 1 and thetransmission frequency converter 2.
Reference numeral 3 denotes a transmission APAA (active phased array antenna) for transmitting the modulated signal (radio frequency signal) frequency-converted by thetransmission frequency converter 2 to the satellite, and 4 denotes a terminator for terminating the modulated signal (reverse polarization). is there.
[0020 ]
Reference numeral 5 denotes a reception APAA (active phased array antenna) for receiving a radio frequency modulation signal (radio frequency signal) transmitted from a satellite, andreference numeral 6 denotes a frequency of a modulation signal (positive polarization) received by thereception APAA 5 from a radio frequency. A receiving frequency converter for converting to an intermediate frequency, 8 is a body position sensor for detecting the absolute position of the moving body, 9 is a beam directing of the transmitting APAA3 and the receiving APAA5 based on the absolute position of the moving body detected by the body position sensor 8. This is an antenna control device that controls the direction and the plane of polarization.
[0021 ]
Reference numeral 31 denotes a power detector that detects the power of the reverse polarization included in the modulation signal received by thereception APAA 5, and 32 detects the power of the modulation signal (positive polarization) output from the modulation anddemodulation device 1, and detects the positive polarization. A polarization plane control unit (control means) for controlling the polarization plane in consideration of the power of the wave and the power of the reverse polarization.
FIG. 2 is a flowchart showing a mobile satellite communication method according toEmbodiment 1 of the present invention.
[0022 ]
Next, the operation will be described.
When the modulator /demodulator 1 modulates information transmitted to a satellite communication earth station or the like into a modulation signal of an intermediate frequency, thetransmission frequency converter 2 converts the frequency of the modulation signal from the intermediate frequency to a radio frequency, and the vertical polarization of thetransmission APAA 3 Output to terminal.
Thereby, the modulated signal of the radio frequency is transmitted from the transmittingAPAA 3 to the satellite.
[0023 ]
On the other hand, when the receivingAPAA 5 receives the modulated signal of the radio frequency transmitted from the satellite, thereceiving frequency converter 6 converts the frequency of the modulated signal received by the receivingAPAA 5 from the radio frequency to the intermediate frequency, and themodem 1 receives the modulated signal. By demodulating the modulated signal, information transmitted from a satellite communication earth station or the like is reproduced.
[0024 ]
When the mobile satellite communication device is mounted on a mobile body (see FIG. 6), the relative position with respect to the satellite changes every moment, so that the beam directions of the transmitting APAA3 and the receiving APAA5 must always be directed to the satellite. .
Then, when the aircraft position sensor 8 detects the absolute position of the moving object, theantenna control device 9 transmits information indicating the absolute position detected by the aircraft position sensor 8 and the preset position of the satellite, as in the conventional example. The direction of the antenna is calculated based on the information and the beam directivity of the transmitting APAA3 and the receiving APAA5 is controlled.
That is, the phase shift amounts of the P /Ss 15 and 16 of the transmittingAPAA 3 and the P /Ss 26 and 27 of the receivingAPAA 5 are adjusted to change the beam directing directions of the transmittingAPAA 3 and the receivingAPAA 5.
[0025 ]
However, even if the beam directivity is controlled based only on the absolute position of the moving object, if it is mounted on a moving object that moves three-dimensionally, such as an aircraft or helicopter, the polarization plane of the cross-polarization will shift. I do.
In the first embodiment, the phase shift amounts of the P /Ss 15 and 16 of the transmittingAPAA 3 and the P /Ss 26 and 27 of the receivingAPAA 5 are corrected as described below in order to eliminate the shift of the polarization plane.
[0026 ]
That is, when the receivingAPAA 5 receives the radio frequency modulation signal transmitted from the satellite (step ST1), thepower detector 31 outputs the power of the reverse polarization (horizontal polarization signal) included in the modulation signal received by thereception APAA 5. Is detected (step ST2).
On the other hand, the polarizationplane control unit 32 detects the power of the positive polarization (vertical polarization signal) that is the signal output from the modem 1 (step ST3).
[0027 ]
When the power of the reverse polarization is larger than the first reference power, thepolarization control unit 32 determines that there is a high possibility that the polarization plane of the cross polarization has a deviation. Are compared (step ST4).
However, even if the power of the reverse polarization is higher than the first reference power, if the power of the positive polarization is higher than the second reference power, a shift in the polarization plane does not occur, and the reception APAA5 simply determines Since there is a high possibility that the power of the received modulated signal has just increased, the positive polarization power is compared with the second reference power (step ST5).
[0028 ]
The polarizationplane control unit 32 controls the beam directivity (polarization plane) only when the power of the reverse polarization is larger than the first reference power and the power of the positive polarization is smaller than the second reference power. Start. That is, the phase shift amounts of the P /Ss 15 and 16 of the transmittingAPAA 3 and the P /Ss 26 and 27 of the receivingAPAA 5 are corrected via theantenna control device 9 so that the power of the reverse polarization is reduced (step ST6).
[0029 ]
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the power of the reverse polarization included in the radio frequency signal received by the receivingAPAA 5 and the power of the positive polarization output from themodem 1 are considered. Since the configuration is such that the polarization plane is controlled, even when mounted on a moving object that moves three-dimensionally, there is an effect that deterioration of a received signal and interference with other signals can be prevented.
[0030 ]
Embodiment 2 FIG.
In the first embodiment, the power of the reverse polarization detected by thepower detector 31 is the power of the horizontal polarization signal, and the power of the positive polarization detected by the polarizationplane control unit 32 is the power of the vertical polarization signal. Although power is shown, the power of the reverse polarization detected by thepower detector 31 is the power of the vertical polarization signal, and the power of the positive polarization detected by the polarizationplane control unit 32 is the power of the horizontal polarization. The power of the signal may be used.
[0031 ]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the power detector that detects the power of the reverse polarization included in the radio frequency signal received by the active phased array antenna is provided,and the radio frequency signal output from themodem is provided.When the power of the positive polarization is detected and the power of the positive polarization is smaller than the second reference power, the power of the reverse polarization detected by the power detector becomes larger than the first reference power. Since the polarization plane of the active phased array antenna is controlledbased on the power of the polarized wave and the reverse polarized wave, even if the antenna is mounted on a moving object that moves three-dimensionally, deterioration of the received signal and other signals may occur. This has the effect of preventing interference.In addition, there is an effect that unnecessary polarization plane control can be prevented.
[0032 ]
According to the present invention, the power of the reverse polarization detected by the power detector is the power of the horizontal polarization signal, and the power of the positive polarization detected by the control means is the power of the vertical polarization signal. With this configuration, it is possible to detect the occurrence of deviation of the polarization plane without complicating the configuration.
[0033 ]
According to the present invention, the power of the reverse polarization detected by the power detector is the power of the vertical polarization signal, and the power of the positive polarization detected by the control unit is the power of the horizontal polarization signal. With this configuration, it is possible to detect the occurrence of deviation of the polarization plane without complicating the configuration.
[0034 ]
According to the present invention, when the active phased array antenna receives a radio frequency signal, it detects the power of the reverse polarization included in the radio frequency signal, and detectsthe positive polarization of the radio frequency signal output from the modem. If the power of the positive polarization is smaller than the second reference power and the power of the reverse polarization is larger than the first reference power, the power is detected based on the power of the positive polarization and the reverse polarization. Since the configuration is such that the polarization plane of the active phased array antenna is controlled, even when the antenna is mounted on a moving object that moves three-dimensionally, there is an effect that deterioration of a received signal and interference with other signals can be prevented. .In addition, there is an effect that unnecessary polarization plane control can be prevented.
[0035 ]
According to the present invention, since the power of the reverse polarization is the power of the horizontal polarization signal and the power of the positive polarization is the power of the vertical polarization signal, without complicating the configuration, There is an effect that it is possible to detect the occurrence of the deviation of the polarization plane and the like.
[0036 ]
According to the present invention, since the power of the reverse polarization is the power of the vertical polarization signal and the power of the positive polarization is the power of the horizontal polarization signal, without complicating the configuration, There is an effect that it is possible to detect the occurrence of the deviation of the polarization plane and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a mobile satellite communication device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a mobile satellite communication method according toEmbodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a conventional mobile satellite communication device.
FIG. 4 is a configuration diagram showing an internal configuration of a transmission APAA3.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an internal configuration of a reception APAA5.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state where a mobile satellite communication device is mounted on a mobile object.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a vertically polarized wave V and a horizontally polarized wave H.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 Modulator / demodulator (modulator / demodulator), 2 transmission frequency converter (modulator / demodulator), 3 transmission APAA (active phased array antenna), 4 terminator, 5 reception APAA (active phased array antenna), 6 reception frequency converter, 8 airframes Position sensor, 9 antenna control device, 31 power detector, 32 polarization plane control unit (control means).

Claims

Translated fromJapanese

変復調器から出力された無線周波数信号を衛星に向けて送信する一方、上記衛星から送信された無線周波数信号を受信して上記変復調器に出力するアクティブフェーズドアレイアンテナと、上記アクティブフェーズドアレイアンテナにより受信された無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出する電力検出器と、上記変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、上記電力検出器により検出された逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいて上記アクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御する制御手段とを備えた移動体衛星通信装置。An active phased array antenna that transmits a radio frequency signal output from the modem to a satellite, receives a radio frequency signal transmitted from the satellite, and outputs the signal to the modem, and an active phased array antenna that receives the signal. A power detector that detects the power of the reverse polarization included in the radio frequency signal, and the powerof the positive polarization that is the radio frequency signal output from the modem, and detects the powerof the positive polarization. If the power of the reverse polarization detected by the power detector becomes larger than the first reference power, the power of the active phased array antennais determined based on the power of the positive polarization and the power of the reverse polarization . A mobile satellite communication device comprising: a control unit that controls a polarization plane.

電力検出器により検出される逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であることを特徴とする請求項１記載の移動体衛星通信装置。A power of the inverse polarization of the power horizontally polarized signal detected by the power detector,according to claim 1, the power of positive polarized wave detected by the control means is characterized in that the power of the vertical polarization signal A mobile satellite communication device according to any of the preceding claims.

電力検出器により検出される逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、制御手段により検出される正偏波の電力が水平偏波信号の電力であることを特徴とする請求項１記載の移動体衛星通信装置。A power of the inverse polarization of power vertical polarization signal detected by the power detector,according to claim 1, the power of positive polarized wave detected by the control means is characterized in that the power of the horizontally polarized signal A mobile satellite communication device according to any of the preceding claims.

変復調器から出力された無線周波数信号を衛星に向けて送信する一方、上記衛星から送信された無線周波数信号を受信して上記変復調器に出力するアクティブフェーズドアレイアンテナが無線周波数信号を受信すると、その無線周波数信号に含まれる逆偏波の電力を検出するとともに、上記変復調器から出力された無線周波数信号である正偏波の電力を検出し、その正偏波の電力が第２の基準電力より小さい場合、その逆偏波の電力が第１の基準電力より大きくなると、その正偏波と逆偏波の電力に基づいて上記アクティブフェーズドアレイアンテナの偏波面を制御する移動体衛星通信方法。While transmitting the radio frequency signal output from the modem to the satellite, the active phased array antenna that receives the radio frequency signal transmitted from the satellite and outputs it to the modem receives the radio frequency signal, The power of the reverse polarization includedin the radio frequency signal is detected, and the power of the positive polarization, which is the radio frequency signal output from the modem, is detected, and the power of the positive polarization is higher than the second reference power. A mobile satellite communication method for controlling the plane of polarization of the active phased array antennabased on the powers of the forward polarization and the reverse polarization when the power of the reverse polarization is greater than the first reference power when the power is smaller .

逆偏波の電力が水平偏波信号の電力であり、正偏波の電力が垂直偏波信号の電力であることを特徴とする請求項４記載の移動体衛星通信方法。5. The mobile satellite communication method according toclaim 4 , wherein the power of the reverse polarization is the power of the horizontal polarization signal, and the power of the positive polarization is the power of the vertical polarization signal.

逆偏波の電力が垂直偏波信号の電力であり、正偏波の電力が水平偏波信号の電力であることを特徴とする請求項４記載の移動体衛星通信方法。5. The mobile satellite communication method according toclaim 4 , wherein the power of the reverse polarization is the power of the vertical polarization signal, and the power of the positive polarization is the power of the horizontal polarization signal.