JP2000151253A - 宇宙機間通信用アンテナの指向制御装置 - Google Patents

宇宙機間通信用アンテナの指向制御装置

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JP2000151253A
JP2000151253A JP10320191A JP32019198A JP2000151253A JP 2000151253 A JP2000151253 A JP 2000151253A JP 10320191 A JP10320191 A JP 10320191A JP 32019198 A JP32019198 A JP 32019198A JP 2000151253 A JP2000151253 A JP 2000151253A
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spacecraft
antenna
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JP10320191A
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Masaaki Mitsutake
正明 光武
Keita Miyazaki
景太 宮崎
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道制御を実施しながら航行する第1の宇宙
機が第2の宇宙機を介してデータ通信を実施する場合
に、軌道制御の実施後にもアンテナを正確に相手側の宇
宙機の方向に指向させ、確実なデータ通信の実現を可能
とする宇宙機間通信用アンテナの指向制御装置を得る。 【解決手段】 第1の宇宙機の軌道制御により生じる加
速度を検出する加速度計23と上記加速度から第1の宇
宙機の軌道データ26を出力する加速度積算部25とを
具備することで、第1の宇宙機の軌道制御に対応した軌
道データ26に基づき指向方向指令値を算出し、アンテ
ナを第2の宇宙機の方向に駆動制御を実施するように構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、宇宙空間を航行
する2つの宇宙機相互間で情報の授受に使われるデータ
通信用アンテナの指向制御装置の改良に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】まず、図3を用いて宇宙空間における2
つの宇宙機相互間でデータ通信を行う場合を説明する。
図3において1bは軌道2bを航行する第2の宇宙機で
あり、例としてデータ中継衛星が挙げられる。1aは軌
道2aを航行する第1の宇宙機であり、例として地球観
測機やロボット実験機のように高速データ通信を行う宇
宙機が挙げられ、これらの宇宙機は第2の宇宙機(例え
ば、データ中継衛星など)を介して情報の授受を行う必
要があるものとする。第1の宇宙機と第2の宇宙機に
は、相互間のデータ通信を行うためのアンテナ3a,3
bが搭載されている。アンテナ3a,3bは伝送距離が
大きい等の理由から非常に大きな形状を有しており、さ
らにビーム幅の狭い、指向性の強い特性を有している。
高速に相対移動する宇宙機間でデータ通信を連続的に行
うために、アンテナ3bに対してアンテナ3aを高精度
に追尾、指向させる宇宙機間通信用アンテナの制御装置
4が上記アンテナ3aに取り付けられている。上記アン
テナ制御装置4の内部には、通信ビームの到来方向を検
出する追尾センサ5と、宇宙機本体に固定されたアンテ
ナ支持用ブーム6と、上記アンテナ3a間に取り付けら
れアンテナ駆動を行うアンテナ駆動機構7と、上記アン
テナ駆動機構7に取り付けられ駆動角度を検出する角度
センサ8と、アンテナ駆動機構7に対しアンテナ駆動指
令を発生するアンテナ制御電子回路9とを備えている。
【0003】図4は従来の宇宙機間通信用アンテナの指
向制御装置の一例を示すブロック図である。図において
3はデータ通信を行うためのアンテナ、5は通信ビーム
を受信することで受信ステータス15及び追尾誤差信号
16を出力する追尾センサ、7はアンテナ駆動信号22
に従いアンテナ3aを動かすアンテナ駆動機構、8は回
転角信号17を出力する角度センサ、9はアンテナ制御
電子回路、10は上記追尾誤差信号16からアンテナの
指向方向指令値18を算出する誤差信号処理部、11は
第2の宇宙機の軌道位置を予測し第2の宇宙機用軌道デ
ータ19を出力する第2の宇宙機用軌道伝播部、28は
第1の宇宙機の軌道位置を予測し第1の宇宙機用軌道デ
ータ26を出力する第1の宇宙機用軌道伝播部、12は
上記第2の宇宙機用軌道データ19と第1の宇宙機用軌
道データ26とから第1の宇宙機からみた第2の宇宙機
の相対方位角を算出しアンテナの指向方向指令値20を
算出する相対角計算部、13はスイッチ14において受
信ステータス15に基づき選択された指向方向指令値2
1と回転角信号17とを入力しアンテナ駆動信号22を
出力するサーボ制御部である。
【0004】次に動作について説明する。まず宇宙機間
通信用アンテナの指向制御の動作について説明する。ア
ンテナの指向制御の基本的な動作はアンテナ制御電子回
路にて管理され、通信の状態に応じて2種類の動作モー
ドを使い分ける。 (1)モード1 アンテナ制御電子回路9において二つの宇宙機の軌道位
置予測より相対方位角を算出し、角度センサ8の出力を
この相対方位角に合わせるようにアンテナ駆動を行う。
初期捕捉時等データ通信が確立していない状況や追尾セ
ンサ5が使用できない通信設定において使用されるモー
ド。 (2)モード2 追尾センサ5からの追尾誤差信号に基づき、追尾誤差を
ゼロにする様にアンテナ駆動を行う。アンテナ追尾時デ
ータ通信が確立している等状況において使用されるモー
ド。
【0005】次に図4に従って具体的に動作を説明す
る。データ通信が確立しているモード2の時、追尾セン
サ5は相手側の宇宙機からの通信ビームを受け、その電
波強度分布から追尾誤差を検出し追尾誤差信号16を出
力する。誤差信号処理部10は、この追尾誤差信号16
からアジマス/エレベーションと呼ばれるアンテナ駆動
機構の二つの回転軸に対する指向方向指令値18を生成
する。スイッチ14は動作モードに応じて入力信号を切
り換えるスイッチで、上記追尾センサ5からの受信ステ
ータス15がデータ通信状態(すなわちモード2)時に
は、上記指向方向指令値18を選択する。サーボ制御部
13は、スイッチ14にて選択された指向方向指令値2
1を受け、アンテナ駆動機構7のアジマス/エレベーシ
ョン軸を上記指向方向指令値21に合わせるようにアン
テナ駆動信号22を出力し、アンテナ制御を行う。モー
ド2の時には、このようにしてアンテナ追尾/指向制御
を行い、連続的なデータ通信を可能としている。追尾セ
ンサ5が使用できないモード1では、追尾センサ5から
の追尾誤差信号16は得られず、モード2とは別な方法
によりアンテナの指向方向指令値を生成する。第2の宇
宙機用軌道伝播部11と第1の宇宙機用軌道伝播部28
は、予め設定されている初期軌道情報を基に各々の軌道
伝播計算を行い、現在の予測位置を算出し、第2の宇宙
機用軌道データ19と第1の宇宙機用軌道データ26を
出力する。相対角計算部12は、この第1の宇宙機用軌
道データ26と第2の宇宙機用軌道データ19から、第
1の宇宙機からみた第2の宇宙機の相対方位角を算出
し、アンテナ駆動機構7のアジマス/エレベーション軸
に対する指向方向指令値20を出力する。サーボ制御部
13は、スイッチ14にて選択された指向方向指令値2
1を受け、アンテナ駆動機構7のアジマス/エレベーシ
ョン軸に取り付けられた角度センサ8から出力される回
転角信号17を上記指令値21に合わせ一致させるよう
にアンテナ駆動信号22を出力し、アンテナ制御を行
う。軌道制御を実施しながら航行する第1の宇宙機が第
2の宇宙機を介してデータ通信を実施する場合を考える
と、モード1では予め設定されている初期軌道情報を基
に軌道伝播計算した軌道データに基づきアンテナ追尾/
指向制御を実施するため、軌道制御を実施した直後の第
1の宇宙機は、自らの軌道データの誤差により指向方向
指令値の誤差が増大しアンテナ追尾/指向制御が実施で
きない問題が生じる。なおモード2では相手側の宇宙機
からの通信ビームの方向にアンテナ追尾/指向制御を実
施するので問題ない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の宇宙機間通信用
アンテナの指向制御装置は以上のように構成されている
ので、軌道制御を実施しながら航行する第1の宇宙機が
第2の宇宙機を介してデータ通信を実施する場合に、ア
ンテナを第2の宇宙機の方向に指向することができず、
データ通信が正常にできないなどの問題があった。
【0007】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、軌道制御を実施しながら航行する
第1の宇宙機が、軌道制御の直後にデータ通信を実施す
る場合にも、アンテナを第2の宇宙機の方向に指向さ
せ、確実にデータ通信が実現できる宇宙機間通信用アン
テナの指向制御装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明による宇宙機
間通信用アンテナの指向制御装置は、第1の宇宙機の加
速度を検出する加速度計と、上記加速度から第1の宇宙
機の軌道データを出力する加速度積算部とを具備するこ
とで、第1の宇宙機の軌道制御に対応した軌道データに
基づき指向方向指令値を算出し、上記アンテナの駆動制
御を実施する手段を設けたものである。
【0009】また、第2の発明による宇宙機間通信用ア
ンテナの指向制御装置は、第1の宇宙機の軌道位置を検
出し軌道データを出力するGPSアンテナ及び受信機を
具備することで、第1の宇宙機の軌道制御に対応した軌
道データに基づき指向方向指令値を算出し、上記アンテ
ナの駆動制御を実施する手段を設けたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1を示す図であり、図において、23は第1
の宇宙機の加速度を検出し加速度データ24を出力する
加速度計、25は上記加速度データ24を積算処理し第
1の宇宙機用軌道データ26を出力する加速度積算部で
ある。
【0011】上記のように構成された宇宙機間通信用ア
ンテナの指向制御装置の動作を図1を参照しながら説明
する。モード1において、軌道制御を実施しながら航行
する第1の宇宙機が、第2の宇宙機を介してデータ通信
を実施する場合を考える。第1の宇宙機が軌道制御を行
うと、軌道制御により生じる第1の宇宙機の加速度デー
タ24が加速度計23で検出される。検出された加速度
データ24を考慮した第1の宇宙機の軌道伝播演算処理
を、加速度積算部25にて実施し、軌道制御後の第1の
宇宙機用軌道データ26を生成する。相対角計算部12
では、加速度積算部25にて伝播演算処理された軌道制
御後の第1の宇宙機用軌道データ26と、第2の宇宙機
用軌道伝播部11が出力する第2の宇宙機用軌道データ
19に基づき、相対角計算が実施され指向方向指令値2
0を出力する。モード1の時にはスイッチ14は指向方
向指令値20を選択し、これに基づきアンテナ駆動制御
が実施される。この様にして、モード1においても軌道
制御を実施した第1の宇宙機はデータ通信を実施するこ
とができる。
【0012】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を示す宇宙機間通信用アンテナの指向制御装置の図
である。前項の実施形態1では、第1の宇宙機の軌道制
御後の指向方向指令値20を算出するために、加速度計
23が出力する加速度データ24を基に軌道制御後の第
1の宇宙機用軌道データを算出する加速度積算部25を
設けたものを示したが、第1の宇宙機用軌道データ26
を自律的に出力する第1の宇宙機搭載用GPSアンテナ
及び受信機27を設けても、実施の形態1と同じ効果を
達成できる。図2において、3,5,7〜23,26は
図1と同じである。27はデータ通信を行う第1の宇宙
機用軌道データ26を生成するGPSアンテナ及び受信
機である。この場合、データ通信を行う第1の宇宙機軌
道データは、自らの軌道データを自律的に入手すること
ができ、第1の宇宙機の軌道伝播部に対応した軌道制御
情報を地上からの指令により設定する必要がない。相対
角計算部12では、第1の宇宙機に搭載したGPSアン
テナ及び受信機27が出力する第1の宇宙機用軌道デー
タ26と、第2の宇宙機用軌道伝播部11が出力する第
2の宇宙機用軌道データ19に基づき、相対角計算が実
施され指向方向指令値20を出力する。モード1の時に
は、スイッチ14は指向方向指令値20を選択し、これ
に基づきアンテナ駆動制御が実施される。この様にして
上記実施の形態1と同じ効果を達成できる。
【0013】
【発明の効果】第1の発明によれば、軌道制御により生
じる第1の宇宙機の加速度データから算出した第1の宇
宙機用軌道データに基づいて指向方向指令値を計算し、
アンテナを第2の宇宙機の方向に指向する様に構成した
ので、軌道制御後の宇宙機に対してもデータ通信を実現
できる。
【0014】また、第2の発明によれば、GPSアンテ
ナ及び受信機が出力する軌道制御後の第1の宇宙機用軌
道データに基づいて指向方向指令値を計算し、アンテナ
を第2の宇宙機の方向に指向する様に構成したので、軌
道制御後の宇宙機に対してもデータ通信を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による宇宙機間通信用アンテナの指
向制御装置の実施の形態1を示す図である。
【図2】 この発明による宇宙機間通信用アンテナの指
向制御装置の実施の形態2を示す図である。
【図3】 宇宙機間通信用アンテナを使用した宇宙機相
互間の通信の概念図である。
【図4】 従来の宇宙機間通信用アンテナの指向制御装
置の構成図である。
【符号の説明】
1 宇宙機、2 宇宙機の軌道、3 アンテナ、4 宇
宙機間通信用アンテナの指向制御装置、5 追尾セン
サ、6 アンテナ支持用ブーム、7 アンテナ駆動機
構、8 角度センサ、9 アンテナ制御電子回路、10
誤差信号処理部、11 第2の宇宙機用軌道伝播部、
12 相対方位角計算部、13 サーボ制御部、14
スイッチ、15 受信ステータス、16 追尾誤差信
号、17 回転角信号、18 指向方向指令値、19
第2の宇宙機用軌道データ、20 指向方向指令値、2
1 指向方向指令値、22 アンテナ駆動信号、23
加速度計、24 加速度データ、25 加速度積算部、
26 第1の宇宙機用軌道データ、27 GPSアンテ
ナ及び受信機、28 第1の宇宙機用軌道伝播部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J021 AA01 AB00 DA02 EA03 EA04 FA00 FA13 FA31 HA03 HA05 HA07 5K072 BB18 BB24 DD04 GG06 GG25 GG27

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の宇宙機に搭載される宇宙機間通信
    用アンテナの追尾誤差を検出する追尾センサと、上記ア
    ンテナの駆動角度を検出する角度センサを備えアンテナ
    駆動を行うアンテナ駆動機構と、第1の宇宙機の加速度
    を検出する加速度計と、上記加速度から第1の宇宙機の
    軌道データを出力する加速度積算部と、第2の宇宙機の
    軌道データを出力する第2の宇宙機用軌道伝播部と、第
    1の宇宙機及び第2の宇宙機の上記軌道データに基づき
    上記アンテナの指向方向指令値を算出する相対角計算部
    と、上記指向方向指令値または上記追尾センサにて検出
    した追尾誤差に基づき誤差信号処理部で算出した指向方
    向指令値を基準として上記アンテナの駆動制御を行うサ
    ーボ制御部とを具備したことを特徴とする宇宙機間通信
    用アンテナの指向制御装置。
  2. 【請求項2】 第1の宇宙機に搭載される宇宙機間通信
    用アンテナの追尾誤差を検出する追尾センサと、上記ア
    ンテナの駆動角度を検出する角度センサを備えたアンテ
    ナ駆動機構と、第1の宇宙機の軌道位置を検出し軌道デ
    ータを出力するGPSアンテナ及び受信機と、第2の宇
    宙機の軌道データを出力する第2の宇宙機用軌道伝播部
    と、第1の宇宙機及び第2の宇宙機の上記軌道データに
    基づき上記アンテナの指向方向指令値を算出する相対角
    計算部と、上記指向方向指令値または誤差信号処理部で
    算出した指向方向指令値を基準として上記アンテナの駆
    動制御を行うサーボ制御部とを具備したことを特徴とす
    る請求項1記載の宇宙機間通信用アンテナの指向制御装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112117999A (zh) * 2020-08-25 2020-12-22 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 驱动电路及家用电器
JP2022039143A (ja) * 2020-08-28 2022-03-10 三菱電機株式会社 衛星見守りシステム、インフラストラクチャ衛星、見守り衛星、通信装置、および、見守りセンター

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112117999A (zh) * 2020-08-25 2020-12-22 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 驱动电路及家用电器
JP2022039143A (ja) * 2020-08-28 2022-03-10 三菱電機株式会社 衛星見守りシステム、インフラストラクチャ衛星、見守り衛星、通信装置、および、見守りセンター
JP7394725B2 (ja) 2020-08-28 2023-12-08 三菱電機株式会社 衛星見守りシステム、インフラストラクチャ衛星、見守り衛星、通信装置、および、見守りセンター

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